厦门三航混凝土有限公司福建厦门361006
摘要：随着社会的全面发展和进步，空压气站因其独特的特点在很多方面得到应用。空压站就是压缩空气站，由空气压缩机、储气罐（分为一级、二级储气罐）、空气处理净化设备、冷干机组成。本课题重点介绍空压站在混凝土搅拌站的应用，内容包含螺杆式空压机在混凝土搅拌站生产中的应用、系统流程、散装水泥粉料的浓相输送、空压机的选型及压风管路内径的选择、空压机房的布置及压风管路的设计等。
关键词：螺杆式空压机；粉料浓相输送；空压机选型；压风管路
引言
本公司作为厦门市骨干商品混凝土供应企业，配套6套砼预拌系统，年生产能力在120万方以上，散装水泥筒仓15座，总容量约2500吨，厂区占地面积约115000多平方米。目前6套搅拌站的气源均采用老旧活塞式空压机，噪音大，故障频发，维修成本高，能耗高。散装水泥等粉料输送到筒仓使用的气源是采用粉罐车自带空压机进行输送，对场地噪音污染非常严重，能耗高，不符合绿色搅拌站建设管理要求。而且，在工程施工中常遇到空压机故障致搅拌站生产工作停滞，或因粉料供应不及时而导致搅拌站混凝土不能够连续生产的问题。
1、工程现状
现有场地面积大，搅拌站布置分散，6座搅拌站的生产用气均单独采用多台活塞式空压机供气，设备老旧，噪音大，故障频发，能耗及维修成本都较高，且供气管道老化破损，供气效率低，存在安全隐患。而在粉料输送输送方面，长期采用传统的散装水泥运输车自带低压空压机卸料，过程中噪音非常大，时间又长，油料消耗大。常见的一台40吨散装水泥车卸料时间超过一个小时，卸料时车用发动机不能熄火，造成燃油浪费、动力过剩严重，还因长时间静止工作散热差影响发动机寿命。车载空压机在卸料过程中噪音超过100分贝，现场沟通交流都很困难，严重影响周边环境，多次因环保部门叫停不能正常生产工作，不符合现行的绿色环保搅拌站管理要求。而且存在进料输送过程由司机独立操作导致罐内出现超量超压等异常情况无法安全受控的风险。
2、系统解决难点
搅拌站位置较分散，每座搅拌站距离较远，中间过道需通行搅拌车等大型车辆。故须分开布置空压机站，每套供气系统由高压螺杆式空压机、低压大排量螺杆式空压机、高压管路、低压管路、高压管道冷干器、空气处理净化设备、储气罐及接口等组成。每套供气系统空压机站集中布置，由各管路供应每个用气设备或部件。并且将三套供气管道连通在一起，避免因一套空压气站故障导致生产停滞。
3、系统组成
搅拌站集中供气系统，包括低压大排量供气系统（用于粉料稀相输送）、高压供气系统（用于搅拌站生产用气）。
3.1低压大排量供气系统（用于粉料输送）
该系统可解决搅拌站粉料输送时依赖粉罐车自带的空压机的问题。本系统由低压大排量螺杆式空压机站、储气罐、空气处理净化设备、管道及接口组成，并与搅拌站控制系统对接，可操作供气气阀开关，避免因司机误操作导致粉料灌满冲顶等危险。
3.1.1工作原理
本系统是粉料的浓相输送，是利用压缩空气的动压和静压，使粉罐车内物料颗粒悬浮于气流中沿管道输送至搅拌站筒仓。它有别于输水、输气和输油等单相流输送，在气力输送中，混合介质是气体和粉粒体，使用的气体是空气，因而属于气固两相流技术。
粉料从粉罐车罐体内在旋转阀供料器的作用下进行定量供料，以低压大排量空压站作为气源，产生压力气体，通过管道以一定的速度把粉料从粉罐车中输送到搅拌站筒仓中。
3.2高压供气系统（用于搅拌站生产用气）
该系统可淘汰搅拌站现有老旧活塞式空压机，减少每年空压机的维修费用，解决活塞式空压机噪音大、能耗高等问题。改造老化供气管线，整合优化高压供气管路，消除安全隐患，方便操作管理。
3.2.1工作原理
螺杆空气压缩机是当今世界上的空气压缩机的主流，它与活塞式压缩机（相同的排气压力）相比具有很多优点例如振动小、噪声低、效率高。阴阳转子间以及转子和壳体之间的配合精度降低回流泄漏从而提高了效率；只有啮合转子，没有气缸的往复运动，减少了振动和噪声源；风冷却使得螺杆式空压机能适应不同的环境；独特的润滑方式同时也带来了许多优点，使得复杂的机械结构变得简单，故障少，维修简单，使用寿命长。
3.2.2空压机的选型设计依据
我司目前6座搅拌站设计生产生产能力有90m³/h、180m³/h、270m³/h三种规格。如图表5搅拌站用气量配置表，可通过计算选择空压机型号、台数，确定输气管路直径。
3.1空压机房的选址及设计
3.1.1空气压缩机室定位的基础
（1）避免空气压缩机室附近出现爆炸性，腐蚀性以及有毒气体和粉尘和其他有害物质，而且空压机房所在地方应位于全年风向最小频率的下风侧；
（2）空气压缩机室和有噪声，振动防护要求的地方的距离，应与国家现行标准的规定相一致；
（3）空压机房的朝向，应使机器具有良好的自然通风，并应减少太阳照射；
（4）空压机所在的房间应该为独立的建筑物；
（5）空气压缩机室与机梁底之间的距离，符合设备拆装起吊和通风的要示，其净高不宜小于4m；
（6）隔音室和控制室应设观察窗，窗台上的水平不超过0.8m。
3.1.2空压机房选址
根据上面布局原则，在1#搅拌站布置综合气站（包含高压气站一套和低压气站一套），远离通行过道，符合安全，环保，消防规定。如图4所示
3.1.3空压机房的设计细则
（1）螺杆式空气压缩机之间的通道的宽度，应根据设备运行的要求、拆卸和运输来确定，其净距不小于下表的间距。
（2）空气压缩机房出口不得小于2个；
（3）空气压缩机组的联轴器和皮带传动部分，必须装设安全防护设施；
（4）吸气过滤器，应安装在便于维修的地方。必要时，应设置平台和梯子；
（5）压缩空气室的沟槽内的应能排除积水，并应铺上盖板；
（6）在储气罐的出口处设置释压阀；
（7）储气罐与供气管道之间的切断阀应安装；
（8）压缩空气站噪声不得超过85dB，空压机房应隔音，吸气消音装置应安装在空气压缩机上；
（9）地面空气压缩机总阀处安装排气阀；
（10）空气压缩机吸气系统的吸气口，安装在室外，且应设有防雨装置；
（11）风冷螺杆式空气压缩机冷却空气的排气应排至室外；
（12）压缩空气站应设置集油装置；
（13）储气罐上的安全阀必须安装。安全阀的选用，应符合现行国家《压力容器安全技术监察规程》现行的规定。
3.1.4空压机房的安全保护措施
（1）空气压缩机电动机的保护与控制，应根据《通用电气设备配电设计规范的当前状态》（GB50055）要求的执行；
（2）空气压缩机室的灯，电源电压应不超过36V；在储气罐内或空气压缩机的金属平台上使用的灯，电压不得超过12V；
（3）空气压缩机室，应设置专用维修电源380V、220V；
（4）空气压缩机室充设置热报警信号装置和自动保护装置；
（5）要求空气压缩机有成套保护装置，；
（6）空气压缩机室配备灭火器，防灭火装置的沙箱等。
3.2管路设计细则
（1）压缩空气管道采用非埋地方式，当直线长度大于100m应每隔5m设置支撑脚架，弯曲管道处应另外设置；
（2）集中供气处设置储气罐，管道分别设置Q级精密过滤器、冷冻式空气干燥机、P级精密过滤器及S级精密过滤器；（如图7）
（3）压缩空气管道敷设在人可工作的地方，空气管道不敷设到不工作的地方；
（4）在压缩空气管道采用焊接连，接口处采用快速接头连接；
（5）干管50米间隔设一三通阀，凡在工作面安装三通阀；
（6）操作人员比较集中地掘进工作面和回采工作面，在距离工作面100m内设置避灾点，避灾点应设有急救包，在压气官道上设置三通阀和减压装置；
（7）连接风动机械的橡胶软管的规定是长度不超过15米，直径不少于25毫米；
（8）压缩空气管在安装前应刷浅蓝色油漆。
4、结语
螺杆式空气压缩机气站，以其独特的特点使其使用比例也越来越大。螺杆压缩机与活塞式压缩机相比，故障少，噪音低，使用寿命长。本方案实施以来，不仅解决了长期以来搅拌站生产用气不稳定、不清洁，空压机故障频发，维修成本高等问题，而且解决了粉罐车上料不符合绿色搅拌站管理要求的问题，降低空气粉尘含量，能够让施工现场环境得到明显改善。降低周边噪音。空压机噪音不超过70分贝，不扰民白天晚上也能够正常生产卸料。而且比以往卸料时间大大缩短，50分钟以内就能轻松卸完一车散装水泥，提高20%以上工作效率，节约能耗成本30%以上。且供气系统与筒仓料位安全管理系统对接，消除了因司机操作不当导致的送料爆仓的安全隐患。规范操作，节约成本，减少厂区噪音污染取得了显著成效。
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