小型移動式氣源站設計及應用研究

王鴻　牛濤

摘 要：該文介紹了一種機動性強、環(huán)境適應性高的小型移動式高壓氣源站，該氣源站由高壓空氣壓縮機、高壓干燥器、高壓氣瓶、供氣系統(tǒng)和小型載車等部件組成，實現(xiàn)全自動工作，可整體吊裝運輸，也可單獨移動使用。小型氣源站的設計理念和方式為高壓空氣站和類似移動式設備提供了實例，為高壓空氣站設計規(guī)范的制定提供了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：移動式；高壓；氣源站

引言

氣源站是用來制造、貯存和輸出一定工作壓力和一定潔凈度的壓縮空氣，高壓氣源站工作壓力一般大于1MPa，其露點值一般低于-45℃，特殊行業(yè)對含油量和固體顆粒度也有要求。常壓空氣通過高壓空壓機壓縮，由高壓干燥器“除水、除油、除塵”處理后輸送到高壓氣瓶儲存，使用時氣瓶內(nèi)氣體經(jīng)過減壓后輸出到用氣設備上。現(xiàn)行使用的空氣站主要是依據(jù)《壓縮空氣站的設計規(guī)范GB50029-2003》設計制造，壓力一般不高于1.25MPa且大部分安裝于室內(nèi)或廠房，對于用氣點比較分散的廠區(qū)或試驗場地，固定式的空氣站局限性尤為突出，而且在廠區(qū)大范圍的鋪設管道對資金和用氣安全也有很好的要求。小型移動式高壓氣源站正好解決了這個難題，本文針對小型移動式高壓氣源站的設計做了重點闡述，并對高壓空氣站的設計規(guī)范和應用提出了見解。

1.氣源站的設計原理

小型移動式高壓氣源站壓力最高可達15MPa，輸出配備有減壓器和壓力表，可根據(jù)實際需求調(diào)節(jié)所用的壓力值，空氣的潔凈度一般低于-45℃。

氣路原理如圖1所示，高壓空氣壓縮機（AC）從大氣環(huán)境中吸取空氣，增壓至15MPa（由空氣壓縮機的選型決定），在空壓機中處設置壓力傳感器和安全閥，保證氣瓶組到達指定壓力時自動停機（15MPa）；經(jīng)空壓機壓縮的高壓空氣由過濾器（GG1除塵、GG2除油）雙極過濾，然后到達高壓無熱再生吸附式干燥器（GZQ）凈化除水，從干燥器輸出的高壓氣體經(jīng)過三級過濾（GG3除塵）后輸送到氣瓶組（Q1～Q2）。合格氣體最后到達氣瓶組貯存，在空氣壓縮機和氣瓶組之間設置單向閥，阻止瓶內(nèi)氣體回流。

使用時，氣瓶組中的高壓空氣經(jīng)過減壓器減壓到所需壓力值（可調(diào)節(jié)）經(jīng)過流量計對外輸出。

空氣站采用空壓機和干燥器并行啟動方式，即所有控制集成到控制系統(tǒng)中（該控制系統(tǒng)集成在空壓機中），啟動空壓機的同時自動啟動干燥器，確保了空壓站的輸出氣體的質(zhì)量又減少了復雜的控制，整個氣路設計在保證安全的情況下，減少了人員的操作，實現(xiàn)自動工作的最大化。

2.總體結(jié)構(gòu)設計

小型移動式高壓氣源站由小型載車、高壓空氣壓縮機、高壓干燥機、高壓氣瓶組、供氣系統(tǒng)等部件組成。

2.1結(jié)構(gòu)布局

所有設備集成安裝于移動載車內(nèi)，結(jié)構(gòu)布局如圖2所示。

空壓機放置在方艙的前部，干燥器在方艙后端左側(cè)，供氣系統(tǒng)在方艙后端。氣瓶組置于方艙兩側(cè)，整車的重心與載車的重心重合。

控制系統(tǒng)主要集成在空壓機內(nèi)部，由空壓機電路預留外接電源口和對內(nèi)的控制輸出節(jié)點，簡單的操作實現(xiàn)復雜的工作程序。

2.2小型移動式設計

小型移動式空壓站主要體現(xiàn)在其移動的便捷性，小車尺寸控制在2000mm×1500mm×1800mm范圍內(nèi)，載車箱體采用軍用方艙的制造工藝，載車輪轂采用轎車使用的鋁合金輪轂和傳動方式，有效的增加了小型空壓站的移動便捷性，一到兩人即可移動整個設備。

3.對高壓空氣站設計規(guī)范建議

高壓壓縮空氣使用范圍越來越廣，特別是電子、機械、化工等行業(yè)的常規(guī)應用，現(xiàn)有的低壓設計規(guī)范未涉及高于1.25MPa工作壓力，也沒有高壓的指導性文件，因此制定高壓空氣站的設計規(guī)范是必要的，結(jié)合多年的高壓空氣設備設計和使用經(jīng)驗，提出以下建議作為參考。

（1）空氣壓縮機出口要設置壓力傳感器和安全閥。

（2）氣路設計時應保證一定的設計余量。

（3）高壓氣瓶組應單獨設置對外管路，用于放空氣瓶氣體或?qū)ν饨託馄抗狻?/p>

（4）對于移動式空壓站應考慮設備在運輸時的減振措施。

4.結(jié)論

小型移動式高壓氣源站解決了一般性高壓空氣站使用的局限性，不受場地和環(huán)境的限制，提供和廠房空氣站一樣的功能。實現(xiàn)了成本節(jié)約和高效利用，達到一機多用的目的，而且移動式高壓氣源站占地小，貯存壓力高，使用時間長。

目前，還沒有高壓壓縮空氣站的設計規(guī)范，小型移動式氣源站的設計和使用經(jīng)驗對高壓壓縮空氣站的設計規(guī)范出臺有借鑒意義，對使用高壓產(chǎn)品的設計提供了思路和實例支持。

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作者簡介：王鴻，（1983.08.20-），女，漢族，貴州省遵義市綏陽縣人，助理工程師，主要從事非標設備類產(chǎn)品的策劃、實施工作。