水泥生产线压缩空气站的设计分析

　　水泥生产线压缩空气站的设计分析张春静S张松巍2，祥来2，唐占甫2（1.洛阳瑞泽石化工程有限公司，河南洛阳471003；2.洛阳水泥工程设计研究院有限公司，河南洛阳471003）水泥生产线典型的压缩空气工艺流程表1某3000t/d生产线压缩空气站设备配置表名称型号及规格螺杆式空气压缩机排气量：20m3/min，排气压力：0.75MPa，输送介质：压缩空气，冷却方式：风冷，启动方式：星-A启动配套电动机功率：110kW，转速：1450r/min，电源：380V/50Hz缓冲罐规格：D1000，直径：1工作压力：。85MPa，容积：2m3除尘过滤器规格：DN80，处理量：25m3/min，工作压力：。8MPa，滤油含量：矣lppm，过滤精度：矣l（m微油过滤器规格：DN80，处理量：25m3/min，工作压力：。8MPa，滤油含量：O.Olppm，过滤精度：干燥机额定处理量：25m3/min，工作压力：0.8MPa，再生耗气量：矣7%，进气温度：矣45弋，1水泥生产线压缩空气站的设计原则压缩空气系统是由压缩空气站、室外压缩空气管道、车间入口装置及内部压缩空气管道四部分组成的。在设计开始时，首先要确定压缩空气系统的形式，可根据以下原则进行选择：压力。水泥生产用气压力大多在0.5~0.8MPa，一般按照*高供气0.8MPa的设计压力进行选择，而后在各个车间入口处按不同压力要求进行减压。

　　用气质量。根据各个车间对压缩空气质量（干燥度、含水量和含油量等指标）要求的不同来选择后续处理设备。水泥生产的用气多为仪表、阀门控制、脉冲喷吹和空气炮等，一般设计可按同一空气品质（露点比环境温度下限值低10、含尘粒径不应大于3xm、油分含量不应大于10mg/m3）对待，即在压缩空气站内集中处理即可。

　　负荷特点。根据生产区压缩空气用气时段、用气多少、距离远近等因素来确定配置压缩空气站的个数、总图位置，以达到经济合理的配置。一般就近设置两座压缩空气站（熟料线、粉磨系统分别设置一座），若车间用气点距离压缩空气站较远，应在用气点附近（车间外）设置储气罐，以平衡气量、稳定压力。

　　2工艺流程及典型配置空气压缩机的种类很多，如螺杆式、活塞式、离心式、蜗旋式等。在水泥工程中应用较多的是螺杆式空气压缩机，其空气冷却方式有水冷和风冷两种，冷却前从汽缸排出的压缩空气温度为180，经冷却器冷却后的温度在40左右。由于自然界中的空气都是湿空气，当湿空气经过压缩后其压力增大、温度升高，但仍为不饱和的湿空气，如果经冷却器冷却，空气温度降低，这时压缩空气所含水蒸气变为过饱和状态。

　　因此，还要对空气压缩机出口气体进行必要的除油、干燥处理，所以一般的压缩空气处理过程还要增加一些必要的辅助后处理设备。

　　水泥生产线典型的压缩空气工艺流程见。

　　3000t/d生产线典型的压缩空气站设备配置见表1.注：表内是1套压缩空气系统的配置，该线配有3套压缩空气系统。

　　3设计过程应注意的问题压缩空气站厂房设计。当螺杆式空气压缩机排气量20m3/min时，宜为独立的建筑物，不能为减少投资而放置在预热器、除尘器框架下或者压缩厂房尺寸。一般情况下，厂房净高应在4.5m以上；对于夏天炎热的地区，机器间跨度大于9m时设置天窗；空气压缩机间的主要通道应在2m以上，空气压缩机之间及其与后处理设备之间的通道应在以上，空气压缩机与墙之间的通道应在1.2m以上；厂房还应设置起吊设备以利于检修和维护。

　　厂房内气流组织。特别是对于风冷螺杆式空气张春静，等水泥生产线压缩空气站的设计分析压缩机，因为其产生的热量全部要靠环境的冷风排出，故厂房的气流组织十分重要。为典型的压缩空气站的气流组织方式。

　　进风=螺杆式空气压缩机通风机§排风压缩空气站的气流组织方式空气压缩机的安装底标高的设置。建议设置在高出地面100~200mm的混凝土平台，这样便于润滑油的排放，不能直接放置在室内地面上。

　　空气压缩机的配套电动机。现在国内市场上的空气压缩机配备电动机有两种，二极或四极电动机，这样就对应了两个转速2900r/min和1450r/min.相对同一排气压力而言，转速高就意味着转子磨损较快，转子使用寿命缩短，所以在保证压缩工况的前提下应尽量采用低转速异步电动机，虽然这样增加了投资，但相对于频繁更换转子和维修来讲还是比较经济的。

　　空气压缩机冷却的方式。冷却系统是空气压缩机中非常重要的部分，因为空气被压缩后释放出大量的热，这些热量要靠冷却系统作热交换后带走。冷却系统分风冷式和水冷式两种。其设计选择条件如下：风冷式螺杆空气压缩机的环境温度不能超过40.风冷式冷却器暴露于空气中，翅片上会黏附灰尘，如聚集灰尘太多，会严重影响冷却器换热效果，故还要求风冷式的空气洁净度要高。

　　水冷式冷却器多采用管壳式冷却器。一支为后部冷却器用来冷却压缩空气，另一支为油冷却器用于冷却喷入机体前的润滑油。水冷式冷却器对环境温度条件无要求，但对冷却水质要求较高，若水质太差，则冷却器容易结垢阻塞，或被腐蚀，导致维护成本增加，甚至造成冷却器穿孔报废。

　　原来水泥工程多采用水冷式螺杆空气压缩机，但随着水泥生产环境条件的不断改善，风冷式也逐步得到推广。这要设计者根据实际条件确定。

　　润滑油系统的设计。要求润滑油气泡低、不易挥发，较高的抗氧化性，较高的抗乳化性，良好的抗磨润滑性和水分离性等。建议选用加氪精制矿物基础油和各类合成型基础油调合而成的合成润滑油，该类产品具有更广泛的工作温度范围，较少的油泥和结胶形成，较低的油挥发性以降低润滑油消耗，稳定的性能使维护费用更低，可延长轴承乃至设备的寿命，已经成为螺杆式压缩机制造商的普遍推荐和质保产品。

　　压缩空气厂房消防设计。可不设计消防水系统，但必须配置移动式灭火器，以应对润滑油泄露或排放不当而引发的火灾。

　　4结束语压缩空气站在水泥工程设计中属于下游专业，往往得不到重视。但在实际的生产线运行过程中，压缩空气站又是生产中的一个动力源。对预热器防堵、通堵，收尘装置的高效运转，气动阀门的执行到位等主机设备的安全可靠运转，起着至关重要的作用。本文就压缩空气站的工程设计入手，简单地介绍了工艺流程的选择确定因素和设计过程中应注意的事项。希望从水泥工程建设的开端（设计）能够避免一些失误的产生，从而保证生产线在投入生产运行后不会因为压缩空气而引发重大生产事故。