钻杆内涂层生产线压缩空气系统改造

　　钻杆内涂层生产线主要包括丝扣清洗、热清洁、内壁啧砂、底漆啧涂、涂层固化等关键工序，上述工序均使用压缩空气作为动力源。生产线配套有提供压缩空气的空压站，站内共有6台空压机，每台排气量为30m3/min.正常使用时4用2备，工艺流程如所示。内涂层生产线平均用气量为5800m3/h，*大用气量为7200m3/h，主要用气设备用气量如表1所示。

　　系统采用集中分支管路供气方式，由于设备用气量不均衡，啧砂设备和内壁吹扫时，瞬时用气量高达75m3/h，造成管网工作压力瞬时由0.7MPa降至0.5MPa左右，给要求气源压力高且成倍增加，此外，用户生产负荷变化可能会造成样机不能在满负荷下运行，使试验无效。

　　（3）检验机构试验。根据设备供销协议要求必须由第三方检验，也是空压机可靠性检验的常见模式。检验机构具备优良的试验条件和专业人员，试验结果准确，可信度高，试验安全性高，时间安排紧凑，效率高。缺点是检验机构一般不开展其他产品的生产业务，试验产生的压缩空气无法利用。

　　压缩空气能回收利用方法常用的压缩空气能回收利用方法是把试验产生的压缩空气直接用于原设计的使用场合，绝大多数都是作为动力源驱动气动工具、气动设备或气体输送等。这种回收利用的方法要求试验和回收利用时间上要同步，负荷上要同步。但试验必然存在的不稳定性和连续性要求，与使用设备的稳定和断续性工作要求很难达到同步，这就造成能量回收利用率低，或不能回收利用。

　　储存或是转化这部分能量，以普遍需求的能量形式提供，这样使用场合多，能同步完成能量回收。对于前者，目前有需求。比如把压缩空气储存在容器里，可以用于消防救援，用压缩空气吹散井下或局部空间的有毒气体，保护人员，或用于启动某些特定的大型内燃机，或用于某些精密仪器设备的冷却等，但压力容器的运输成本、运输安全、储存成本、储存安全、经营许可等一系列问题需要解决。对于后者，我国目前普遍使用的能源有电、燃气、燃油、蒸汽等，其中把压缩空气能转化为电能*为可行，并有很设备管理与维修2014Noll平稳的液体啧涂设备用气造成不利影响。此外，空压机出口安装的除油器和过滤器滤芯老化堵塞，造成空压机排气阻力增大，加载排气时出现“憋压”现象。由于空压机产生的气体不能顺畅排出，空压机因为排气口压力升高到卸载压力而迅速卸载，当压力好的前景。随着国家政策调整，允许个人或企业自发电多余部分接入电网，卖给国家，这使得压缩机可靠性试验过程生产的电量都能被直接同步利用。

　　空气压缩机可靠性节能试验台设计为了避免重复投资，空气压缩机可靠性试验台建在第三方检验机构较为合理，设备利用率高，生产企业把待检产品交于检验机构检验将大大减少成本，能量回收利用率提高到*合理的水平。试验设备空气能发电系统见。

　　3工位试验系统可供3台空气压缩机同时进行可靠性试表1内涂层生产线主要用气设备用气量用气设备压力/MPa用气量/（m3/！）用气设备压力/MPa用气量/（m3/！）丝扣清洗0.5-0.660内壁吹扫0.4-0.61500机械喷砂3900粉末喷涂0.5-0.660手工喷砂0.4-0.6100天然气炉门0.7-0.810喷涂马达0.7-0.820涂油喷字0.4-0.6100降低到加载压力时，空压机立即加载运行。每小时的切换次数高达10次，严重影响了空压机主机及各阀件的使用寿命。空压机卸载过程中，运行电流为200A，但并没有输出压缩空气，增加了设备的运行成本。

　　压缩空气含水量多由于设备工作环境温度高，空压机排气温度一直在50T以上。在夏季高温季节，空压机排出的压缩空气的温度更是高达60.高温的压缩空气造成吸附式千燥器千燥剂过早失效，千燥能力下降。高温的压缩空气进入生产线主管线后，随着温度降低，压缩空气中的水蒸气凝结成液态水，*终导致压缩空气系统提供的压缩空气含有很多水分。压缩空气含水不仅影响啧砂、啧涂等精密仪表和气动阀件运行，水分如果随压缩空气进入管体内部，将严重影响内涂层防腐性能，为产品内在质量埋下隐患。

　　系统采用无热再生吸附式千燥器进行千燥，由于千燥器需要使用压缩空气带出千燥剂中吸附的水分，千燥器气量高达14m3/min.经过实际测量，开启3台空压机时，经过千燥过滤后的实际出气量只有86m3/min，而生产线的平均用气量为96m3/min.所以必须开启4台空压机才能满足生产线的需要，造成空压机的平均加载率只有60%，系统处于低效率运行状态。

　　此外，生产线上设备运行不同步，啧砂、啧涂设备检修时，天然气炉仍在运行，需要开启1台空压机满足这些设备的用气需要，造成了很大的能源浪费。

　　优化空压站工艺路线在空压机出气口和除油器之间的管路上加装储气罐，如所示，储气罐能起到缓冲、稳压和减小系统阻力的作用，可以缓解系统压力波动，避免空压机卸载。

　　优化千燥处理方式在吸附式千燥器和除油器间的管道上安装冷千机，利用冷千机对空压机排出的压缩空气进行预冷却千燥，*终将进入吸改造后压缩空气系统工艺流程图（下转87页验，被检产品可以单台试验，也可多台试验，型号可以相同，也可以不同，只要额定排气压力膨胀机进气压力即能保证整个系统正常运行。

　　（1截止阀在设备停机后关闭，在设备开机前打开，起到断开局部设备而不影响其他设备运行的作用；空压机排气管路上的自动控制调节阀用于自动控制空压机的排气压力，使可靠性试验稳定有效；减压阀用于空压机压力高于膨胀机进气压力时的排气系统减压，保证储气罐中压力稳定，使不同压力的空压机可以同时试验；止回阀用于防止试验空压机故障或停机调整时压缩空气倒流，防止空压机反转，防止储气罐系统失压；膨胀机进气管路中的自动控制调节阀用于压缩空气量变化时的自动切换，切换单台运行或多台运行，保持膨胀机和发电机的较高效率。

　　（2空气压缩机试验各自独立运行，任何1台可以随时启停调试，更换零部件，互不影响，只要将需要调整的空压机停机后，关闭排气管上的截止阀即可，下次开机前再打开该阀门，不影响整个系统的运行，排气管路中的减压阀可以确保阀下游的储气系统压力稳定，并满足膨胀机进气压力的要求，排气压力较高的空压机才需要接入减压阀。如果空压机自身排气不带有储气装置，排气系统压力不能稳定时，可以在排气管路上的截至阀上游接入1个储气罐，自动调节阀即能保证空压机的稳定运行。为了提高系统的运行效率，减少减压阀减压对压缩空气能量带来的损失，被试空压机的选择尽量使额定排气压力接近膨胀机进气压力。

　　（3）选择2台膨胀机驱动2台发电机的组合是为了适应空压机试验中因样机的需要调整时压缩空气量的变化引起的波动，两套发电系统功率一大一小，当压缩空气量小时，小功率发电装置运行，气量中等时，运行大功率发电装置，气量大时两套装置同时运行，这样配置可以保证发电系统始终保持在接近额定状态下运行，接近*高效率。

　　空压机额定排气压力从0.25MPa到45MPa有各种规格，套试验装置不能完全满足多种规格的试验需求，中高压空压机建1套系统，低压空压机建1~2套系统是比较合理的模式，能满足大多数生产企业的试验需求。压力偏离膨胀机设计需求的要减压的产品试验数量可控，在提高机械效率，减少一次性投资和提高设备利用率上达到*佳匹配。

　　试验系统节能评估全国空气压缩机生产企业按800家计，包括各种试验目的，按平均每家每年有5台空压机有500h可靠性试验需求，每台平均耗电50kW，h，则每年试验耗电至少1亿kW，h，如果全部使用节能型的空压机可靠性试验台进行试验，电能转化为压缩空气能，再通过膨胀机驱动发电机把压缩空气能转化为电能，综合效率若能达到35%，将节电3500万kW-h，节能减排的同时也为有试验需求的企业节省了一部分试验费用。

　　〔编辑李波〕加工中心故障处理喻晓浩刘萃伦李晓彬（首都航天机械公司北京）工中心，Y轴运动时显示器突然黑屏。重启机床，机床总电源的空开合不上，反复多次均无效。据此怀疑机床电路部分有短路，造成机床跳闸。粗略检查机床，发现机床X轴电源线的保护金属管撕裂，内部线路有破损现象。

　　切除X轴电源线的保护管撕裂部分，确认是X轴回零开关1根24V电源线破损，同时X轴电机编码器中有两根反馈线断裂。为确保维修后的稳定性，将断裂电源线从破损处截断，重新在插头内部接好，保护管也重新进行加固处理。完毕后开机测试，电源开关仍然合不上。据此可排除保护管内电线短路问题。

　　检查机床相关电路（图），发现机床电源空开断电跳闸（NFBSKIP受K23和K43继电器控制。K23继电器用于机床操作PN设置中的软件控制断电，即M30指令完成后机床自动断电；K43继电器是硬件控制机床断电。分别测量两个继电器，断电情况下均处于常开正常状态，基本可排除软件故障。K43继电器工作时受控于K42，K42与机床电柜门开关状态关联。检查机床电气柜门钥匙开关状态正常。为确定故障点，先取下K42继电器，此时K42处于断开状态，K43继电器线圈无电压，不会吸合，机床能正常上电。在通电情况下，使用万用表电压挡测量K42线圈输入端（241号线）电压为13.7V，再测量其上端P1部分输出电压，同样是13.7V.查看电气图纸，P1端从机床VPA002B板路上输出，该板路共有3个P1端，其中1个P1端是外围DC24V输入，测量此处正常，另外两路P1是通过板路内部线路分出的两个DC 24V端口淇中1个端口输出至241号线路）。测量这两个24V端口输出电压均为13.7V，显然该电压与入口端电压不符合。据此确认是这块电路板出现故障，拆下该板仔细检查，发现线路板背部有明显烧蚀现象，正是P1端输入到几个分支的线路。为保证该电路板能正常使用，将烧蚀线路切断，在烧蚀线路的几个焊点之间重新引入新线路。修复该电路板后，装上K42继电器，通电测试，机床正常上电，故障排除。

　　正常情况下，机床通电前电柜门关闭（钥匙开关KEY闭合，通电瞬间P1端下部的K42常闭继电器线圈得电后断开，K43线圈不得电，机床空开正常上电。由于保护管内部分线路破损出现短路，烧坏VPA002B电路板上的P1端供电电路，造成P1端输出电压由24V降至13.7V.机床通电瞬间K42常闭继电器线圈电压只有13.7V，该继电器常闭触点无法正常断开。在实际接线中，K42常闭触点前的P1线未经过VPA002B电路板，电压为24V，使K43线圈得电，常开触点闭合，电源空开断电跳闸（NFBSKIP线圈得电，电源空开跳闸，造成机床无法上电。

　　〔编辑凌瑞〕（上接81页附式千燥器压缩空气的温度降低到2~5再使用吸附式千燥器对冷却后的压缩空气进行进一步千燥处理。采用冷冻式千燥器和吸附式千燥器组合方式进行压缩空气除水千燥，可以降低吸附式千燥器工作负荷，降低千燥剂再生环节压缩空气用量，实现节能的同时，确保压缩空气质量满足生产需要。

　　优化气源供气方式啧涂马达和天然气炉门的用气量仅为0.5m3/min，但用气压力要求必须>0.6MPa.采用单向止回阀和储气罐组合的方式，避免压缩空气系统压力降低对啧涂和天然气炉设备正常运行造成影响，如所示。

　　根据设备工作情况，增设10m3储气罐，利用啧砂设备上下料时海小时4次，每次5min）系统压力上升到0.75MPa的间隙，系统向液体啧涂和天然气炉储气罐充气，直到储气罐和管网压力一致。在啧砂工作系统压力降低时，单向阀可以阻止储气罐内压缩空气向主管路的泄漏。此外，在天然气炉储气罐增加1台排气量为1m3/min的小空压机，在其他设备检修时，使用小空压机为天然气炉供气。

　　通过对钻杆内涂层生产线压缩空气系统的优化改造，生产中空压机运行由原来的4台降低到了3台，平均运行压力由0.7MPa降低到0.6MPa，空压机运行电流从原来的480A降低到了400A，系统运行更加平稳顺畅，延长了空压机主机、电机及轴承等配置的使用寿命。解决了系统压力波动大和压缩空气含水量高的问题，提高了系统的整体运行质量和运行效率，当年节省电费160万元。

　　〔编辑李波〕设备管理与维修2014No11