鉆桿內(nèi)涂層生產(chǎn)線壓縮空氣系統(tǒng)改造

　　鉆桿內(nèi)涂層生產(chǎn)線主要包括絲扣清洗、熱清潔(clean)、內(nèi)壁嘖砂、底漆嘖涂、涂層固化等關(guān)鍵工序，上述工序均使用壓縮(compression)空氣作為動力源。生產(chǎn)線配套有提供壓縮空氣的空壓站，站內(nèi)共有6臺空壓機(jī)，每臺排氣量為30m3/min.正常使用時(shí)4用2備，工藝流程如所示。內(nèi)涂層生產(chǎn)線平均用氣量為5800m3/h，最大用氣量為7200m3/h，主要用氣設(shè)備用氣量如表1所示。
　　系統(tǒng)采用集中分支管路供氣方式，由于設(shè)備用氣量不均衡，嘖砂設(shè)備和內(nèi)壁吹掃時(shí)，瞬時(shí)用氣量高達(dá)75m3/h，造成管網(wǎng)工作壓力瞬時(shí)由0.7MPa降至0.5MPa左右，給要求氣源壓力高且成倍增加，此外，用戶生產(chǎn)負(fù)荷變化可能會造成樣機(jī)不能在滿負(fù)荷下運(yùn)行，使試驗(yàn)(test)無效。
　　（3）檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)備供銷協(xié)議要求必須由第三方檢驗(yàn)，也是空壓機(jī)可靠性檢驗(yàn)的常見模式。檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)具備優(yōu)良的試驗(yàn)條件和專業(yè)人員，試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，可信度高，試驗(yàn)安全性高，時(shí)間安排緊湊(terse)，效率高。缺點(diǎn)是檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)一般不開展其他產(chǎn)品的生產(chǎn)業(yè)務(wù)，試驗(yàn)產(chǎn)生的壓縮(compression)空氣無法利用。
　　壓縮空氣能回收利用方法(method)常用的壓縮空氣能回收利用方法是把試驗(yàn)產(chǎn)生的壓縮空氣直接用于原設(shè)計(jì)的使用場合，絕大多數(shù)都是作為動力源驅(qū)動氣動工具、氣動設(shè)備或氣體輸送等這種回收利用的方法要求試驗(yàn)和回收利用時(shí)間上要同步，負(fù)荷(load)上要同步。但試驗(yàn)必然存在的不穩(wěn)定（解釋:穩(wěn)固安定；沒有變動)性和連續(xù)性要求，與使用設(shè)備的穩(wěn)定和斷續(xù)性工作要求很難達(dá)到同步，這就造成能量回收利用率低，或不能回收利用。
　　儲存或是轉(zhuǎn)化這部分能量，以普遍需求的能量形式提供，這樣使用場合多，能同步完成能量回收。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 對于前者，目前有需求。比如把壓縮空氣儲存在容器里，可以用于消防救援，用壓縮空氣吹散井下或局部空間的有毒氣體，保護(hù)人員，或用于啟動某些特定的大型內(nèi)燃機(jī)，或用于某些精密儀器設(shè)備的冷卻等，但壓力容器的運(yùn)輸成本、運(yùn)輸安全、儲存成本、儲存安全、經(jīng)營(jīng yíng)許可等一系列問題需要解決。對于后者，我國目前普遍使用的能源有電、燃?xì)狻⑷加汀⒄羝龋渲邪褖嚎s空氣能（別稱：空氣源，空氣源熱水機(jī)）轉(zhuǎn)化為電能最為可行，并有很設(shè)備管理與維修2014Noll平穩(wěn)的液體嘖涂設(shè)備用氣造成不利影響。此外，空壓機(jī)出口安裝(installation)的除油器和過濾器濾芯老化堵塞，造成空壓機(jī)排氣阻力增大，加載排氣時(shí)出現(xiàn)“憋壓”現(xiàn)象。由于空壓機(jī)產(chǎn)生的氣體不能順暢排出，空壓機(jī)因?yàn)榕艢饪趬毫ι叩叫遁d壓力而迅速卸載，當(dāng)壓力好的前景。隨著國家政策調(diào)整，允許個(gè)人或企業(yè)自發(fā)電多余部分接入電網(wǎng)，賣給國家，這使得壓縮機(jī)可靠性試驗(yàn)過程生產(chǎn)的電量都能被直接同步利用。
　　空氣壓縮機(jī)可靠性節(jié)能試驗(yàn)臺設(shè)計(jì)為了避免重復(fù)投資，空氣壓縮機(jī)可靠性試驗(yàn)臺建在第三方檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)（organization)較為合理，設(shè)備(shèbèi)利用率高，生產(chǎn)企業(yè)把待檢產(chǎn)品交于檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)檢驗(yàn)將大大減少成本，能量回收利用率提高(到最合理的水平(Level)。試驗(yàn)設(shè)備空氣能發(fā)電系統(tǒng)見。
　　3工位試驗(yàn)系統(tǒng)可供3臺空氣壓縮機(jī)同時(shí)進(jìn)行可靠性試表1內(nèi)涂層生產(chǎn)線主要用氣設(shè)備(shèbèi)用氣量用氣設(shè)備壓力/MPa用氣量/（m3/！）用氣設(shè)備壓力/MPa用氣量/（m3/！）絲扣清洗0.5-0.660內(nèi)壁吹掃0.4-0.61500機(jī)械噴砂3900粉末噴涂0.5-0.660手工噴砂0.4-0.6100天然氣爐門0.7-0.810噴涂馬達(dá)0.7-0.820涂油噴字0.4-0.6100降低到加載壓力時(shí)，空壓機(jī)立即加載運(yùn)行。每小時(shí)的切換次數(shù)高達(dá)10次，嚴(yán)重影響了空壓機(jī)主機(jī)及各閥件的使用的時(shí)長。空壓機(jī)卸載過程中，運(yùn)行電流為200A，但并沒有輸出壓縮空氣，增加了設(shè)備的運(yùn)行成本。
　　壓縮空氣(Basin air)含水量多由于設(shè)備工作環(huán)境溫度高，空壓機(jī)排氣溫度一直在50T以上。在夏季高溫季節(jié)，空壓機(jī)排出的壓縮空氣的溫度更是高達(dá)60.高溫的壓縮空氣造成吸附式千燥器千燥劑過早失效，千燥能力下降。高溫的壓縮空氣進(jìn)入生產(chǎn)線主管線后，隨著溫度降低，壓縮空氣中的水蒸氣凝結(jié)成液態(tài)水，最終導(dǎo)致壓縮空氣系統(tǒng)提供的壓縮空氣含有很多水分。壓縮空氣含水不僅影響嘖砂、嘖涂等精密(precise)儀表和氣動閥件運(yùn)行，水分如果隨壓縮空氣進(jìn)入管體內(nèi)部，將嚴(yán)重(serious)影響內(nèi)涂層防腐性能，為產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量(quality)埋下隱患。
　　系統(tǒng)采用無熱再生吸附式千燥器進(jìn)行千燥，由于千燥器需要使用壓縮空氣帶出千燥劑中吸附的水分，千燥器氣量高達(dá)14m3/min.經(jīng)過實(shí)際測量，開啟3臺空壓機(jī)時(shí)，經(jīng)過千燥過濾后的實(shí)際出氣量只有86m3/min，而生產(chǎn)線的平均用氣量為96m3/min.所以必須(have to)開啟4臺空壓機(jī)才能滿足生產(chǎn)線的需要，造成空壓機(jī)的平均加載率只有60%，系統(tǒng)處于低效率運(yùn)行狀態(tài)
　　此外，生產(chǎn)線上設(shè)備運(yùn)行不同步，嘖砂、嘖涂設(shè)備檢修時(shí)，天然氣爐仍在運(yùn)行，需要開啟1臺空壓機(jī)滿足這些設(shè)備的用氣需要，造成了很大的能源（解釋:向自然界提供能量轉(zhuǎn)化的物質(zhì))浪費(fèi)。
　　優(yōu)化空壓站工藝路線在空壓機(jī)出氣口和除油器之間的管路上加裝儲氣罐，如所示，儲氣罐能起到緩沖、穩(wěn)壓和減小系統(tǒng)阻力的作用，可以緩解系統(tǒng)壓力波動，避免(avoid)空壓機(jī)卸載。
　　優(yōu)化千燥處理方式在吸附式千燥器和除油器間的管道上安裝(installation)冷千機(jī)，利用冷千機(jī)對空壓機(jī)排出的壓縮空氣進(jìn)行預(yù)冷卻千燥，最終將進(jìn)入吸改造后壓縮空氣系統(tǒng)工藝流程圖（下轉(zhuǎn)87頁驗(yàn)，被檢產(chǎn)品可以單臺試驗(yàn)，也可多臺試驗(yàn)，型號可以相同，也可以不同，只要額定排氣壓力膨脹機(jī)進(jìn)氣壓力即能保證整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。
　　（1截止閥在設(shè)備停機(jī)后關(guān)閉，在設(shè)備開機(jī)前打開，起到斷開局部設(shè)備而不影響(influence)其他設(shè)備運(yùn)行的作用；空壓機(jī)排氣管路上的自動控制調(diào)節(jié)閥用于自動控制空壓機(jī)的排氣壓力，使可靠性試驗(yàn)穩(wěn)定有效；減壓閥用于空壓機(jī)壓力高于膨脹機(jī)進(jìn)氣壓力時(shí)的排氣系統(tǒng)(system)減壓，保證儲氣罐中壓力穩(wěn)定，使不同壓力的空壓機(jī)可以同時(shí)試驗(yàn)；止回閥用于防止試驗(yàn)空壓機(jī)故障或停機(jī)調(diào)整(Adjustment)時(shí)壓縮空氣倒流，防止空壓機(jī)反轉(zhuǎn)，防止儲氣罐系統(tǒng)失壓；膨脹機(jī)進(jìn)氣管路中的自動控制調(diào)節(jié)閥用于壓縮空氣量變化時(shí)的自動切換，切換單臺運(yùn)行或多臺運(yùn)行，保持膨脹機(jī)和發(fā)電機(jī)的較高效率。
　　（2空氣壓縮(compression)機(jī)試驗(yàn)各自獨(dú)立運(yùn)行，任何1臺可以隨時(shí)啟停調(diào)試，更換零部件，互不影響，只要將需要調(diào)整的空壓機(jī)停機(jī)后，關(guān)閉排氣管上的截止閥即可，下次開機(jī)前再打開該閥門，不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，排氣管路中的減壓閥可以確保閥下游的儲氣系統(tǒng)壓力穩(wěn)定，并滿足膨脹機(jī)進(jìn)氣壓力的要求，排氣壓力較高的空壓機(jī)才需要接入減壓閥。如果空壓機(jī)自身排氣不帶有儲氣裝置，排氣系統(tǒng)壓力不能穩(wěn)定時(shí)，可以在排氣管路上的截至閥上游接入1個(gè)儲氣罐，自動(automatic)調(diào)節(jié)閥即能保證空壓機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。為了提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率，最大化減少減壓閥減壓對壓縮空氣能量帶來的損失，被試空壓機(jī)的選擇盡量使額定排氣壓力接近膨脹機(jī)進(jìn)氣壓力。
　　（3）選擇2臺膨脹(inflate)機(jī)驅(qū)動2臺發(fā)電機(jī)的組合是為了適應(yīng)空壓機(jī)試驗(yàn)中因樣機(jī)的需要調(diào)整時(shí)壓縮空氣量的變化引起的波動，兩套發(fā)電系統(tǒng)功率一大一小，當(dāng)壓縮空氣量小時(shí)，小功率發(fā)電裝置運(yùn)行，氣量中等時(shí)，運(yùn)行大功率發(fā)電裝置，氣量大時(shí)兩套裝置同時(shí)運(yùn)行，這樣配置可以保證發(fā)電系統(tǒng)始終保持在接近額定狀態(tài)下運(yùn)行，接近最高效率。昆山空壓機(jī)是一種用以壓縮氣體的設(shè)備。空氣壓縮機(jī)與水泵構(gòu)造類似。大多數(shù)空氣壓縮機(jī)是往復(fù)活塞式，旋轉(zhuǎn)葉片或旋轉(zhuǎn)螺桿。離心式壓縮機(jī)是非常大的應(yīng)用程序。
　　空壓機(jī)(compressor)額定排氣壓力從0.25MPa到45MPa有各種規(guī)格(specifications)，套試驗(yàn)裝置(Apparatus)不能完全滿足多種規(guī)格的試驗(yàn)需求，中高壓空壓機(jī)建1套系統(tǒng)，低壓空壓機(jī)建1~2套系統(tǒng)是比較合理的模式，能滿足大多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)的試驗(yàn)需求。壓力偏離膨脹機(jī)設(shè)計(jì)需求的要減壓的產(chǎn)品試驗(yàn)數(shù)量可控，在提高機(jī)械效率，減少一次性投資和提高設(shè)備(shèbèi)利用率上達(dá)到最佳匹配。
　　試驗(yàn)系統(tǒng)節(jié)能評估全國空氣壓縮機(jī)生產(chǎn)企業(yè)按800家計(jì)，包括各種試驗(yàn)?zāi)康模雌骄考颐磕暧?臺空壓機(jī)有500h可靠性試驗(yàn)需求，每臺平均耗電50kW，h，則每年試驗(yàn)耗電至少1億kW，h，如果全部使用節(jié)能型的空壓機(jī)可靠性試驗(yàn)臺進(jìn)行試驗(yàn)，電能轉(zhuǎn)化為壓縮空氣能，再通過膨脹機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)把壓縮空氣能轉(zhuǎn)化為電能，綜合效率若能達(dá)到35%，將節(jié)電3500萬kW-h，節(jié)能減排的同時(shí)也為有試驗(yàn)需求的企業(yè)節(jié)省了一部分試驗(yàn)費(fèi)用
　　〔編輯李波〕加工(Processing)中心故障處理喻曉浩劉萃倫李曉彬（首都航天機(jī)械北京）工中心，Y軸運(yùn)動(movement)時(shí)顯示器突然黑屏。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 重啟機(jī)床，機(jī)床總電源的空開合不上，反復(fù)多次均無效。據(jù)此懷疑機(jī)床電路(Circuits)部分有短路，造成機(jī)床跳閘（zhá)。粗略檢查機(jī)床，發(fā)現(xiàn)機(jī)床X軸電源線的保護(hù)金屬管撕裂，內(nèi)部線路有破損現(xiàn)象。
　　切除X軸電源線的保護(hù)管撕裂部分，確認(rèn)是X軸回零開關(guān)1根24V電源線破損，同時(shí)X軸電機(jī)編碼器中有兩根反饋線斷裂。為確保維修后的穩(wěn)定性(The stability of)，將斷裂電源線從破損處截?cái)啵匦略诓孱^內(nèi)部接好，保護(hù)管也重新進(jìn)行加固處理。完畢后開機(jī)測試，電源開關(guān)仍然合不上。據(jù)此可排除保護(hù)管內(nèi)電線短路問題。
　　檢查機(jī)床相關(guān)電路（圖），發(fā)現(xiàn)機(jī)床電源空開斷電跳閘（NFBSKIP受K23和K43繼電器控制。昆山空壓機(jī)是回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)，在其中兩個(gè)帶有螺旋型齒輪的轉(zhuǎn)子相互嚙合，使兩個(gè)轉(zhuǎn)子嚙合處體積由大變小，從而將氣體壓縮并排出。K23繼電器用于機(jī)床操作PN設(shè)置中的軟件控制斷電，即M30指令完成后機(jī)床自動斷電；K43繼電器是硬件控制機(jī)床斷電。分別測量兩個(gè)繼電器，斷電情況(Condition)下均處于常開正常狀態(tài)，基本可排除軟件故障。K43繼電器工作時(shí)受控于K42，K42與機(jī)床電柜門開關(guān)(switch)狀態(tài)關(guān)聯(lián)。檢查機(jī)床電氣柜門鑰匙開關(guān)狀態(tài)正常。為確定故障點(diǎn)，先取下K42繼電器，此時(shí)K42處于斷開狀態(tài)，K43繼電器線圈(winding)無電壓，不會吸合，機(jī)床能正常上電。在通電情況下，使用萬用表電壓擋測量K42線圈輸入端（241號線）電壓為13.7V，再測量其上端P1部分輸出電壓，同樣是13.7V.查看電氣圖紙，P1端從機(jī)床VPA002B板路上輸出，該板路共有3個(gè)P1端，其中1個(gè)P1端是外圍DC24V輸入，測量此處正常，另外兩路P1是通過板路內(nèi)部線路分出的兩個(gè)DC 24V端口淇中1個(gè)端口輸出至241號線路）。測量這兩個(gè)24V端口輸出電壓均為13.7V，顯然該電壓與入口端電壓不符合。據(jù)此確認(rèn)是這塊電路板出現(xiàn)故障，拆下該板仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)線路板背部有明顯燒蝕現(xiàn)象，正是P1端輸入到幾個(gè)分支的線路。為保證該電路板能正常使用，將燒蝕線路切斷（割開；截?cái)?，在燒蝕線路的幾個(gè)焊點(diǎn)之間重新引入新線路。修復(fù)該電路板后，裝上K42繼電器，通電測試，機(jī)床正常上電，故障排除。
　　正常情況下，機(jī)床通電前電柜門關(guān)閉（鑰匙開關(guān)KEY閉合，通電瞬間P1端下部的K42常閉繼電器線圈得電后斷開，K43線圈不得電，機(jī)床空開正常上電。由于保護(hù)管內(nèi)部分線路破損出現(xiàn)短路，燒壞VPA002B電路板上的P1端供電電路，造成P1端輸出電壓由24V降至13.7V.機(jī)床通電瞬間K42常閉繼電器線圈電壓只有13.7V，該繼電器常閉觸點(diǎn)無法正常斷開。在實(shí)際接線中，K42常閉觸點(diǎn)前的P1線未經(jīng)過VPA002B電路板，電壓為24V，使K43線圈得電，常開觸點(diǎn)閉合，電源空開斷電跳閘（NFBSKIP線圈得電，電源空開跳閘，造成機(jī)床無法上電。
　　〔編輯凌瑞〕（上接81頁附式千燥器壓縮(compression)空氣的溫度降低到2~5再使用吸附(Adsorption)式千燥器對冷卻后的壓縮空氣進(jìn)行進(jìn)一步千燥處理。采用冷凍式千燥器和吸附式千燥器組合方式方法進(jìn)行壓縮空氣除水千燥，可以降低吸附式千燥器工作負(fù)荷，降低千燥劑再生環(huán)節(jié)壓縮空氣用量，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的同時(shí)，確保壓縮空氣質(zhì)量滿足生產(chǎn)需要。
　　優(yōu)化氣源供氣方式嘖涂馬達(dá)和天然氣爐門的用氣量僅為0.5m3/min，但用氣壓力要求必須>0.6MPa.采用單向止回閥和儲氣罐組合的方式，避免壓縮空氣系統(tǒng)壓力降低對嘖涂和天然氣爐設(shè)備正常運(yùn)行造成影響，如所示。
　　根據(jù)設(shè)備工作情況，增設(shè)10m3儲氣罐，利用嘖砂設(shè)備上下料時(shí)海小時(shí)4次，每次5min）系統(tǒng)壓力上升到0.75MPa的間隙，系統(tǒng)向液體嘖涂和天然氣爐儲氣罐充氣，直到儲氣罐和管網(wǎng)壓力一致。在嘖砂工作系統(tǒng)壓力降低時(shí)，單向閥可以阻止儲氣罐內(nèi)壓縮空氣向主管路的泄漏(leakage)。此外，在天然氣爐儲氣罐增加1臺排氣量為1m3/min的小空壓機(jī)，在其他設(shè)備檢修時(shí)，使用小空壓機(jī)為天然氣爐供氣。
　　通過對鉆桿內(nèi)涂層生產(chǎn)線壓縮空氣系統(tǒng)的優(yōu)化改造，生產(chǎn)中空壓機(jī)運(yùn)行由原來的4臺降低到了3臺，平均運(yùn)行壓力由0.7MPa降低到0.6MPa，空壓機(jī)運(yùn)行電流從原來的480A降低到了400A，系統(tǒng)運(yùn)行更加平穩(wěn)順暢，延長了空壓機(jī)主機(jī)、電機(jī)及軸承等配置的使用的時(shí)長。昆山空壓機(jī)維修軸承跑外圈一般是因?yàn)榕浜系木炔粔蛞约巴馊Χㄎ环绞皆O(shè)計(jì)不合理造成的。并非所有機(jī)頭都按這個(gè)時(shí)間進(jìn)行，如果保養(yǎng)好的可以延后，保養(yǎng)差的則需要提前。 解決了系統(tǒng)壓力波動大和壓縮空氣含水量高的問題，提高了系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量和運(yùn)行效率，當(dāng)年節(jié)省電費(fèi)160萬元。
　　〔編輯李波〕設(shè)備管理與維修2014No11