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變壓吸附法即PSA法是在較高的壓力下吸附，實(shí)現(xiàn)氣體分離，在較低壓力下實(shí)現(xiàn)吸附劑再生。該法是基于分子篩對空氣中的氧、氮組分選擇性吸附而使空氣分離獲得氧氣。當(dāng)空氣經(jīng)過壓縮，通過裝有分子篩的吸附塔時，氮?dú)夥肿觾?yōu)先被吸附，氧分子留在氣相中而成為氧氣。吸附達(dá)到平衡時，利用減壓或抽真空將分子篩表面所吸附的氮分子驅(qū)除，恢復(fù)分子篩的吸附能力。為了連續(xù)提供氧氣，裝置通常設(shè)置兩個或兩個以上的吸附塔，一個塔吸附產(chǎn)氧，另一個塔解吸，以達(dá)到連續(xù)產(chǎn)氧的目的。
PSA法能夠生產(chǎn)純度80%~95%的氧氣，制氧電耗一般在0.32kWh/Nm3～0.37kWh/Nm3，吸附壓力高于大氣壓，一般在30kPa～100kPa，流程簡單，常溫下工作，自動化水平高，可實(shí)現(xiàn)無人化管理，特別是安全性好。在真空解吸流程中，裝置操作壓力低，容器等不受壓力容器規(guī)范控制。變壓吸附工藝按吸附器的數(shù)量，分為單塔流程、兩塔流程、三塔流程和五塔流程等。五塔流程的變壓吸附法最為常用，就是用5個吸附床、4臺鼓風(fēng)機(jī)和2臺真空泵，整個周期中保持2個床在吸附和抽真空，解決了大規(guī)模產(chǎn)氧的技術(shù)問題 。
變壓吸附制氧工藝具有以下優(yōu)點(diǎn)：
一是采用大氣進(jìn)氣壓差自動充壓技術(shù)，減少鼓風(fēng)機(jī)送風(fēng)量，延長設(shè)備使用壽命，降低氧氣制造成本。
二是設(shè)備簡單，主要設(shè)備羅茨鼓風(fēng)機(jī)和真空泵運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，分子篩的使用壽命在10年以上，無需維護(hù)。
三是產(chǎn)生的氧氣量及純度可根據(jù)實(shí)際使用情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，穩(wěn)定純度可達(dá)93%，經(jīng)濟(jì)純度為80%~90%；產(chǎn)氧時間快，一般30min以內(nèi)就可以達(dá)到80%以上的純度；單位電耗僅0.32kWh/Nm3～0.37kWh/Nm3。
四是變壓吸附制氧與深冷法制氧對比有以下特點(diǎn)：投資低，流程簡單，占地少，設(shè)備少，運(yùn)動部件少；自動化程度高，基本可實(shí)現(xiàn)無人化管理；能夠滿足高爐富氧鼓風(fēng)工藝要求。
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一、 前言
近20年來，隨著國內(nèi)經(jīng)濟(jì)處于穩(wěn)定快速發(fā)展階段，我國鋼鐵、有色冶金、化工、爐窯節(jié)能、環(huán)保、玻璃和造紙等行業(yè)的生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)行升級與革新，工藝的優(yōu)化和產(chǎn)能擴(kuò)大促使各行業(yè)對于氧氣的需求也日益增大。巨大的用氧需求帶動了國內(nèi)工業(yè)制氧設(shè)備的技術(shù)進(jìn)步，傳統(tǒng)的深冷空分工藝、變壓吸附制氧工藝及膜分離工藝等制氧技術(shù)取得了一定的發(fā)展。膜分離工藝由于其產(chǎn)品純度太低的因素，限制了該工藝的適應(yīng)性，國內(nèi)深冷工藝和變壓吸附工藝取得了長足進(jìn)步，尤其是變壓吸附制氧技術(shù)，在新型鋰基吸附劑國產(chǎn)化以及徑向吸附塔開發(fā)取得突破性進(jìn)展后，變壓吸附制氧工藝在國內(nèi)得到了廣泛的使用和用戶的極大認(rèn)可。
二、 國內(nèi)外變壓吸附制氧技術(shù)進(jìn)展
變壓吸附制氧技術(shù)開發(fā)始于20世紀(jì)60年代，20世紀(jì)80年代初美國和日本相繼實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。美國普萊克斯公司在20世紀(jì)90年代初開發(fā)出鋰分子篩制氧吸附劑，并依據(jù)鋰分子篩的特性開發(fā)了
VPSA制氧工藝，變壓吸附制氧雙塔最大規(guī)模突破3000Nm3/h以上，制氧電耗降到0.35
kW·h/m3，使變壓吸附制氧技術(shù)得到快速發(fā)展，為其廣泛使用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
近幾年，隨著永磁電動機(jī)的開發(fā)及制氧工藝的優(yōu)化，國外變壓吸附制氧電耗最低已降到0.3kW·h/m3以下，雙塔制氧最大規(guī)模突破6000Nm3/h以上，變壓吸附制氧成本得到進(jìn)一步降低，制氧規(guī)模逐年增大，進(jìn)一步促進(jìn)該工藝使用領(lǐng)域的拓展。
我國從20世紀(jì)80年代末期開始研究變壓吸附制氧技術(shù)，直到20世紀(jì)90年代初才有了小型工業(yè)化裝置。最初的制氧裝置采用的吸附劑為CaA分子篩吸附劑，工藝為PSA工藝，從最初的20m3/h、50m3/h和100m3/h開始到20世紀(jì)90年代末期我國變壓吸附制氧最大規(guī)模也只有1000m3/h，純氧電耗達(dá)到0.5
kW·h/m3以上。國產(chǎn)變壓吸附制氧裝置發(fā)展初期的部分產(chǎn)品存在羅茨鼓風(fēng)機(jī)噪音大、故障率高、切換閥門故障特別高以及分子篩易粉末化等一系列問題。不少企業(yè)特別是鋼鐵行業(yè)的企業(yè)基于短平快的特點(diǎn)開始使用變壓吸附PSA制氧設(shè)備，但因設(shè)備維護(hù)工作量大、維護(hù)成本高而棄用并重新使用深冷分離設(shè)備，給大家留下了設(shè)備無法長期運(yùn)行、維護(hù)量太大、不能大型化的負(fù)面影響，與同期國際先進(jìn)水平差距明顯。
2000年初，以北大先鋒科技有限公司為代表的高效鋰基吸附劑生產(chǎn)及采用鋰基吸附劑的變壓吸附制氧工藝的工業(yè)化，國內(nèi)變壓吸附制氧技術(shù)有了快速的進(jìn)步及廣泛的推廣，目前北大先鋒建設(shè)的變壓吸附裝置兩塔裝置規(guī)模已達(dá)到6000m3/h，純氧電耗也接近0.3kW·h/m3。
隨著變壓吸附制氧技術(shù)一些關(guān)鍵性問題如高效鋰基吸附劑穩(wěn)定生產(chǎn)、徑向床吸附器的研發(fā)、可靠的高頻率以及大口徑蝶閥開發(fā)等得以解決，國內(nèi)變壓吸附制氧技術(shù)的產(chǎn)氧規(guī)模逐年增大，氧氣電耗逐漸降低，裝置的可靠性穩(wěn)步提升。裝置規(guī)格也從單套兩塔制氧裝置的規(guī)模從最初的不足1000m3/h發(fā)展到了如今的6000m3/h，多塔并聯(lián)后規(guī)模達(dá)到30000m3/h以上，單位制氧電耗降低到0.32
kW·h/m3以下[4]，制氧裝置的年開工率達(dá)到98%以上。鼓風(fēng)機(jī)的噪聲已達(dá)到85dB以下的要求(通過消聲處理、廠房外1m噪聲可以達(dá)到70dB以下)，大口徑蝶閥無故障率普遍達(dá)到8000h以上，分子篩壽命更是提高到了5年以上，迅速地舊貌換新顏，讓用戶對國產(chǎn)變壓吸附制氧設(shè)備有了嶄新的認(rèn)識，擴(kuò)大了變壓吸附制氧設(shè)備的應(yīng)用。僅2021一年，國內(nèi)規(guī)模超過1000Nm3/h以上變壓吸附制氧裝置建設(shè)套數(shù)就超過70套。
國內(nèi)如北大先鋒科技有限公司、天一科技等企業(yè)通過不斷努力改變了變壓吸附制氧分子篩依賴進(jìn)口的局面，同時在鋰分子篩等產(chǎn)品領(lǐng)域取得了突破，并獲得新型分子篩產(chǎn)品的工業(yè)化應(yīng)用。
隨著變壓吸附制氧技術(shù)的發(fā)展與完善，相比深冷制氧技術(shù)，變壓吸附制氧技術(shù)逐漸形成許多獨(dú)特優(yōu)勢，進(jìn)一步推動變壓吸附制氧技術(shù)在國內(nèi)眾多行業(yè)的廣泛應(yīng)用。
三、 變壓吸附制氧技術(shù)的特點(diǎn)
1. 制氧能耗低和運(yùn)行成本低
制氧工藝中，電耗大概占運(yùn)行成本的90%以上，隨著變壓吸附制氧技術(shù)的不斷優(yōu)化，其純氧電耗已經(jīng)從20世紀(jì)90年代的0.45kW·h/m3，下降到了如今的0.32kW·h/m3以下，即使較大規(guī)模深冷制氧的純氧電耗最低也在0.42kW·h/m3左右。與深冷制氧技術(shù)相比，在企業(yè)沒有氮?dú)庑枨螅醚豕ば驅(qū)ρ鯕饧兌燃皦毫σ蟛桓叩墓r下，變壓吸附制氧技術(shù)具有明顯的成本優(yōu)勢。
2. 工藝簡單、操作靈活和開停車方便
變壓吸附制氧與深冷制氧技術(shù)相比，工藝比較簡單，操作壓力在-0.05~0.05MPa，主要動力設(shè)備為羅茨鼓風(fēng)機(jī)和羅茨真空泵，操作相對簡單、容易維護(hù)。由于變壓吸附制氧設(shè)備開停車不存在降溫和升溫過程，原始開車只需要30min則可產(chǎn)出合格氧氣，短時間停車則幾分鐘便可產(chǎn)氧，而裝置停車則更加簡單，只需要把動力設(shè)備和控制程序關(guān)停，相比深冷制氧，變壓吸附制氧技術(shù)開停車更加方便，大幅度降低了裝置開停車產(chǎn)生的操作費(fèi)用。
3. 投資省和建設(shè)工期短
變壓吸附制氧裝置工藝流程簡單，主要由動力系統(tǒng)、吸附系統(tǒng)和閥門切換系統(tǒng)等組成，設(shè)備數(shù)量較少，可以節(jié)省設(shè)備的一次性投資成本;同時裝置占地面積小，還可以減少裝置土建成本和建設(shè)用地的成本。并且設(shè)備加工制造周期較短，主要設(shè)備加工周期一般不超過4個月，正常情況下6個月內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氧要求，相比深冷制氧接近1年的建設(shè)周期，大幅度地降低了裝置的建設(shè)時間。
4. 設(shè)備簡單和維修方便
變壓吸附制氧技術(shù)采用的設(shè)備如鼓風(fēng)機(jī)、真空泵和程控閥門等全部可實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，備品、備件更換易，可降低成本和工期容易控制，而且設(shè)備維修簡單、售后方便，相比深冷制氧所用的大型離心壓縮機(jī)的維護(hù)，變壓吸附制氧用戶不需要投入大量維護(hù)資金和聘用專業(yè)維護(hù)工人。
5. 負(fù)荷調(diào)節(jié)方便
相比深冷液氧技術(shù)，變壓吸附制氧在純氧電耗變化不大的情況下，可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和純度的快速調(diào)節(jié)。一般產(chǎn)量可在30%~100%調(diào)節(jié)，純度可在70%~95%調(diào)節(jié)，尤其當(dāng)幾套變壓吸附制氧裝置并聯(lián)使用時，負(fù)荷調(diào)節(jié)更加容易。
6. 操作安全性高
由于變壓吸附制氧為常溫下的低壓操作，而且不會出現(xiàn)液氧、乙炔富集等現(xiàn)象，相對于深冷制氧低溫高壓操作，安全性更高。
四、 變壓吸附制氧技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
隨著變壓吸附制氧規(guī)模逐年增大、可靠性逐年提高及制氧電耗的逐漸降低，同時變壓吸附制氧技術(shù)具有操作靈活、負(fù)荷調(diào)節(jié)簡單、電耗低、裝置建設(shè)周期短以及安全性高等優(yōu)點(diǎn)，對于需要靈活使用富氧的行業(yè)，變壓吸附制氧技術(shù)無疑可成為深冷制氧的替代工藝，其應(yīng)用范圍也在逐年擴(kuò)大。近幾年，變壓吸附制氧工藝在鋼鐵、有色冶金、化工、爐窯節(jié)能、水泥回轉(zhuǎn)爐、環(huán)保、玻璃和造紙等行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。
1. 高爐富氧工藝
隨著高爐富氧技術(shù)的發(fā)展，高爐已經(jīng)成為鋼鐵廠的主要用氧源之一。在高爐富氧技術(shù)最初應(yīng)用時，高爐可以作為全廠供氧的調(diào)節(jié)器，產(chǎn)氧量多時，高爐富氧率則高，產(chǎn)氧量不足時，高爐富氧率則低。隨著企業(yè)對高爐富氧技術(shù)在煉鐵工藝的重要性認(rèn)識逐漸清晰，高爐富氧率的穩(wěn)定成為低成本、高效煉鐵的重要操作參數(shù)。由于鋼廠用氧的工序較多，用氧負(fù)荷每周甚至每天都會發(fā)生波動，而深冷制氧技術(shù)負(fù)荷調(diào)節(jié)性較差，開停車時間長，當(dāng)用氧量少時，多余氧氣需液化儲存供以后使用或作為產(chǎn)品賣出，有時甚至?xí)霈F(xiàn)氧氣放空現(xiàn)象。鑒于高爐富氧用氧壓力低、氧氣純度要求不高等特點(diǎn)，許多鋼鐵企業(yè)可在高爐附近建設(shè)變壓吸附制氧裝置，直接給高爐配套，同時作為全廠氧氣供應(yīng)的調(diào)節(jié)器，如全廠深冷空分產(chǎn)氧氣有余量或不足時，變壓吸附制氧裝置可隨時啟停來控制增減產(chǎn)量為高爐提供氧氣。目前許多鋼鐵企業(yè)高爐采用變壓吸附制氧技術(shù)供氧后，大幅度地降低了企業(yè)氧氣的使用成本。高爐采用變壓吸附制氧作為富氧氧源已在大部分鋼鐵企業(yè)形成了共識。
2. 電爐煉鋼工藝
以前國內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)認(rèn)為電爐煉鋼需要用深冷空分制純氧，而在日本約有60%~70%的電爐煉鋼企業(yè)則采用變壓吸附制93%純度的氧氣法煉鋼。理論上電爐煉鋼主要靠電弧熔化來煉鋼，氧氣只起輔助作用，變壓吸附生產(chǎn)的93%的氧氣完全可以應(yīng)用于電爐煉鋼。目前國內(nèi)如池州貴航金屬制品有限公司、遵義長嶺特殊鋼有限公司和瀘州益鑫鋼鐵有限公司等企業(yè)已經(jīng)開始使用變壓吸附制氧裝置為電爐煉鋼供氧，根據(jù)電爐煉鋼企業(yè)實(shí)際反饋，采用變壓吸附制氧裝置為電爐供氧，對鋼材質(zhì)量沒有影響，而且采用變壓吸附制氧技術(shù)后，氧氣成本可控制在0.3元以下，可明顯降低電爐煉鋼的生產(chǎn)成本。
3. 有色冶金行業(yè)
近10年變壓吸附制氧技術(shù)在銅、鉛、鋅等冶煉領(lǐng)域，取得了企業(yè)很高的認(rèn)可度。多數(shù)有色金屬冶煉工藝對氧的純度要求一般在24%~90%之間，用氧負(fù)荷變動也比較大，而且有色冶煉企業(yè)幾乎不需要氮?dú)狻Ｓ捎谧儔何街蒲跫夹g(shù)具備操作簡單、電耗低等特點(diǎn)，十分適合有色金屬冶煉。目前銅陵有色、紫金礦業(yè)和云南銅業(yè)等國內(nèi)大部分有色冶煉企業(yè)均選擇變壓吸附制氧裝置作為富氧來源，例如包頭華鼎銅業(yè)有限公司隨著銅產(chǎn)量的增加以及煉銅工藝的改進(jìn)，已相繼建設(shè)了4套變壓吸附制氧裝置，總用氧規(guī)模達(dá)到25000m3/h以上。云南楚雄銅冶煉廠隨著產(chǎn)銅規(guī)模增加，相繼建設(shè)了3套變壓吸附制氧裝置，總用氧規(guī)模達(dá)到30000m3/h。
4. 化工行業(yè)
目前國內(nèi)部分中小型氮肥廠采用富氧連續(xù)造氣工藝對原有間歇制氣工藝進(jìn)行改進(jìn)，而富氧的來源多為變壓吸附制氧技術(shù)。富氧連續(xù)氣化技術(shù)對煤的適用性高，提高了制氣裝置的生產(chǎn)能力，具有很廣的應(yīng)用前景。
5. 造紙行業(yè)
在造紙行業(yè)中，氧氣主要應(yīng)用在用于制漿的氧脫、脫木素段以及增白等氧漂白工段。由于造紙工藝對氧氣濃度要求不高，而且不需要氮?dú)?，因此目前國?nèi)外大部分造紙企業(yè)選擇變壓吸附技術(shù)來生產(chǎn)氧氣。
6. 其他領(lǐng)域
目前變壓吸附制氧技術(shù)在其他領(lǐng)域也有較為廣泛的應(yīng)用，例如玻璃纖維行業(yè)，浮法玻璃和水泥窯爐的富氧燃燒工藝、垃圾焚燒的富氧助燃工藝、污水處理富氧曝氣工藝以及臭氧等領(lǐng)域。
五、 變壓吸附制氧技術(shù)的發(fā)展展望
變壓吸附制氧技術(shù)作為近20年快速發(fā)展的制氧新技術(shù)，隨著其技術(shù)不斷的進(jìn)步和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，逐漸得到眾多用氧企業(yè)的認(rèn)可。以降低制氧能耗為目的，開發(fā)新型吸附材料以及嘗試與膜分離或深冷工藝進(jìn)行耦合，通過優(yōu)勢互補(bǔ)，拓展更大的應(yīng)用領(lǐng)域是未來變壓吸附制氧技術(shù)的重要研發(fā)方向。例如變壓吸附制氧技術(shù)與膜分離技術(shù)耦合可以獲得純度大于99%的氧氣，在偏遠(yuǎn)地區(qū)或一些需要移動式裝備的工況下可以替代低溫空分制氧。國內(nèi)變壓吸附制氧生產(chǎn)企業(yè)如北大先鋒、天一科技等一些行業(yè)佼佼者和開拓者都十分注重研發(fā)工作，希望通過不斷加大投入爭取在未來的發(fā)展中搶占先機(jī)。隨著變壓吸附制氧技術(shù)日趨完善，變壓吸附制氧技術(shù)必將具備多種優(yōu)勢和巨大的潛力，未來將擁有更廣闊的應(yīng)用前景。
參考文獻(xiàn)
[1] 張輝，劉應(yīng)書，劉文海，張德鑫，翟暉。變壓吸附制氧機(jī)吸附器結(jié)構(gòu)研究進(jìn)展，化工進(jìn)展，2007(11)：1602-1608。
[2] 發(fā)明專利CN，A.C羅辛斯基，P.W.貝朗格，M.S.曼寧，VPSA設(shè)備中的壓縮機(jī)的抗喘振速度控制。
[3] 吳迪，李天文，孫裂剛，變壓吸附制氧吸附劑的發(fā)展?fàn)顩r，現(xiàn)代化工，2021(1)：23-25。
[4] 姜賀，變壓吸附制氧技術(shù)的發(fā)展，中國有色冶金，2021(2)：64-66。
[5] 卜令兵，張劍峰，楊云，變壓吸附空分制氧應(yīng)用進(jìn)展，氣體分離2007 (3)：12-14。
[6] 趙劉強(qiáng)，變壓吸附制氧及機(jī)前富氧在高爐富氧上的應(yīng)用，冶金能源，2021(5)：8-10。
[7] 李龍彬，變壓吸附制氧在玻纖行業(yè)中的應(yīng)用和推廣，工業(yè)，2021(9)：8-12
[8] 余留芳，PSA變壓吸附制氧機(jī)在紙漿氧漂中的應(yīng)用，中國造紙，2000(4)：6。
原標(biāo)題：氧壓羅茨風(fēng)機(jī)在制氧行業(yè)的應(yīng)用
山東錦工有限公司是一家專業(yè)生產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、 羅茨風(fēng)機(jī)、回轉(zhuǎn)式鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備公司，位于有“鐵匠之鄉(xiāng)”之稱的山東省章丘市相公鎮(zhèn)，近年來，錦工致力于新產(chǎn)品的研發(fā)，新產(chǎn)品雙油箱羅茨鼓風(fēng)機(jī)、水冷羅茨鼓風(fēng)機(jī)、油驅(qū)羅茨鼓風(fēng)機(jī)、低噪音羅茨鼓風(fēng)機(jī)，贏得了市場好評和認(rèn)可。產(chǎn)品和服務(wù)遠(yuǎn)銷全國各地及東南亞，深受客戶好評。
變壓吸附又稱PSA在制氧較傳統(tǒng)的深冷制氧在許多方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢，因此在氧氣純度要求不太高的場合，使用日益廣泛，具有裝置逐步擴(kuò)大的趨勢，其裝置示意圖見圖1。羅茨風(fēng)機(jī)先將原料空氣送入塔內(nèi)，塔中分子篩吸附空氣中的氮?dú)狻⒍趸技八莸?，在塔?nèi)獲得一定純度的氧氣，吸附劑飽和后切換空氣進(jìn)入塔B，同時利用真空泵抽氣，使塔A的壓力下降，將氮?dú)獾葟姆肿雍Y中脫離出來，這樣循環(huán)，則可獲得氧氣，氧氣再經(jīng)過壓縮機(jī)的加壓進(jìn)入兩個緩沖罐，由緩沖罐向用氧單位供氣。變壓吸附裝置中的關(guān)鍵動力設(shè)備，原料空氣的正壓輸送一般采用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，真空解吸過程中廢氣的抽除，通常也采用羅茨真空泵。關(guān)于向用戶加壓供氣的壓縮機(jī)，以前一般采用螺桿或活塞式壓縮機(jī)，但這兩種機(jī)器的壓力比較高，適合高壓氣體的輸送，但隨著工藝水平的不斷改進(jìn)，對于低壓小流量產(chǎn)品的氣體輸送也開始轉(zhuǎn)向使用羅茨鼓風(fēng)機(jī)，簡稱氧壓羅茨鼓風(fēng)機(jī)，本文針對氧壓羅茨鼓風(fēng)機(jī)的市場、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)制造關(guān)鍵及使用運(yùn)行作簡單的說明，進(jìn)一步推進(jìn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)在制氧行業(yè)的應(yīng)用。
2 應(yīng)用范圍
目前，作為50000 t/a的銅廠所需氧氣量為50～75m3/min，壓力29.4～39.2kPa，它與空氣混合后送入冶金爐助燃，從性能來說剛好落在羅茨風(fēng)機(jī)的型譜范圍內(nèi)，但因輸送的介質(zhì)為氧氣，它是一種對溫度、油料、火花特別敏感的助燃、易爆性氣體，因此很多廠家一直以來也十分謹(jǐn)慎，使得國內(nèi)羅茨鼓風(fēng)機(jī)在這一領(lǐng)域的運(yùn)用受到限制，氧壓機(jī)多采用國外進(jìn)口配套產(chǎn)品。
最近，在北大先鋒及四川天一科技等制氧行業(yè)廠家的要求與配合下，我公司首制的第一批共4臺氧壓羅茨鼓風(fēng)機(jī)已完工下線，并成功實(shí)現(xiàn)了與PSA裝置的順利對接。
3 設(shè)計(jì)要點(diǎn)
羅次鼓風(fēng)機(jī)作為輸送氧氣這種特殊介質(zhì)的機(jī)械，保證它的安全性、可靠性則是首要任務(wù)，因此從忌溫、忌油、忌火花及忌振等方面入手，在以下幾個方面對羅茨鼓風(fēng)機(jī)作了特殊處理。
3.1 密封結(jié)構(gòu)
首先要保證氧氣能夠密封在機(jī)殼與墻板所形成的密封腔內(nèi)，不會由于軸封泄漏到兩端的油箱內(nèi)與油接觸，致使在達(dá)到一定的溫度、濃度時發(fā)生爆炸而釀成事故。為達(dá)此目的，選用了合肥通用機(jī)械研究所的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)（見圖2），該結(jié)構(gòu)為非平衡式雙端面機(jī)械密封，具有結(jié)構(gòu)簡單、裝配方便、密封可靠等特點(diǎn)，端面配以襯套上的兩組“O”型圈1和2，可以從徑向、軸向兩個方向?qū)崿F(xiàn)氣體的可靠密封，以保證氣體不外漏，端面配以“O”型圈3和4，可以保證機(jī)械密封的密封冷卻液不向內(nèi)、外泄漏。
考慮到萬一有少量氧氣泄露的特殊情況下，會在墻板間形成的氧氣聚積，將風(fēng)機(jī)墻板改為開式結(jié)構(gòu)，確保漏出的氧氣不產(chǎn)生聚積，能在低濃度下立即向外擴(kuò)散，從而可減少事故發(fā)生。
3.2 潤滑油（脂）與封液
普通的油（脂）在有氧氣的條件下，極易燃燒而產(chǎn)生氣體膨脹爆炸，同時，由于油脂的氧化變質(zhì)，還會使其失去潤滑功能，因此對于任何有可能與氧氣接觸的油和脂均必須采取特殊處理，選用抗氧化性，阻燃性、潤滑性及穩(wěn)定性俱佳的特種合成油，一般有合成硅基壓縮機(jī)油、氟基硅油兩種，它們均具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，不易形成殘?zhí)己湍z質(zhì)，可防止由于氣體的稀釋導(dǎo)致的油品粘度下降而引起潤滑不良，以適合氧壓羅茨鼓風(fēng)機(jī)的需要。
如果同時采用潤滑油作為封液，那么勢必會采用循環(huán)使用的方式，從而導(dǎo)致油池溫度升高，增加了安全隱患，而且一旦密封失效，產(chǎn)生內(nèi)漏，將會對系統(tǒng)介質(zhì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染，因此經(jīng)過與廠家協(xié)商，決定用軟水作為封液（系統(tǒng)壓力低時可用自來水，系統(tǒng)壓力高時可采用加壓泵加壓），對機(jī)封密封端面進(jìn)行冷卻與潤滑，充分消除了用油作為封液可能存在的隱患。密封材質(zhì)必須考慮與氧氣的適應(yīng)性，機(jī)封座采用不銹鋼，密封面動環(huán)采用硬質(zhì)合金，靜環(huán)采用石墨。既有良好的抗磨性，又有充分的抗氧化性。
3.3 冷卻
為進(jìn)一步降低油箱內(nèi)潤滑油的油溫，保證風(fēng)機(jī)軸承與齒輪的可靠運(yùn)行，減少由于機(jī)械故障產(chǎn)生的擦機(jī)殼、擦墻板，以避免引起火花，對主、副油箱均采用了水冷結(jié)構(gòu)。，
3.4 油污
機(jī)械設(shè)備的所有零部件（包括標(biāo)準(zhǔn)件、外購件），無論是在加工過程中，還是在防銹保存過程中均有油污的粘染，通常裝配前的清洗均不能滿足深度除油的要求，根據(jù)HG20202-2000《脫脂工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的要求，按以下工藝過程對所有零部件（部件散體）進(jìn)行脫脂：（1）用香蕉水全面清洗兩遍，后用四氯化碳浸泡（小件）或局部逐漸淋洗抹擦（大件）至材料本色，直至抹布無銹跡、油污為止；（2）油除干凈后，立即用無油的干熱空氣（50～60℃）對各表面進(jìn)行吹除，以達(dá)到深度除油和防銹的作用；（3）管道系統(tǒng)由用戶按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行除油處理。
3.5 主機(jī)零部件的精度
為避免風(fēng)機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)危險(xiǎn)，除了零部件加工精度外，機(jī)械密封的密封性能也對零部件的精度，特別是幾何精度、形位公差特別敏感，稍有不慎就會密封失效，因此裝配前必須按照圖紙對主機(jī)的各零部件進(jìn)行細(xì)致的檢驗(yàn)，采用選優(yōu)的辦法選定所需的零件。
同時機(jī)殼、葉輪、墻板部位的間隙可適當(dāng)放大0.05mm左右，以保證風(fēng)機(jī)在運(yùn)行過程中不出現(xiàn)磕碰。
3.6 裝配
首先要求必須絕對的干凈，包括吊索、抹布等均不能粘油，工作場地做初步除油處理后也需要用干凈的塑料或抹布與零部件隔開。
在機(jī)械密封的裝配過程中，軸承不能采用敲擊的方法強(qiáng)行打入，只能采用熱套或用鎖母鎖緊的方法壓入，否則，由于敲擊時產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動會使機(jī)封的靜環(huán)產(chǎn)生跳動且不復(fù)位，在動靜環(huán)的密封面間也可能產(chǎn)生一個小間隙，最后導(dǎo)致密封失效而返工；同樣在主機(jī)裝好后，聯(lián)軸器或皮帶輪的裝配也只能采用熱裝的方式裝配到位，不能敲擊，以免震碎機(jī)封。
最后在裝配過程中，所有“O”型圈、骨架油封以及所有有墊的地方均可涂上少量的特種潤滑脂，這對密封及潤滑均有好處；同時所有聯(lián)接螺栓在裝配前均需粘取少量這種特種油，以免由于除油過凈，在擰緊的過程中由于潤滑程度不夠而將螺絲擰壞。
3.7 試驗(yàn)
先對機(jī)封通水進(jìn)行密封試驗(yàn)，通水壓力比系統(tǒng)介質(zhì)壓力高0.1MPa左右即可，30min后，以每分鐘漏水不超過5滴為合格。
密封合格后，對整機(jī)進(jìn)行氣密封試驗(yàn)，通入潔凈氮?dú)?，壓力?.5倍系統(tǒng)壓力，浸水保壓15min，無氣泡外冒為合格。
按JB/T 8941.2-1999《一般用途羅茨鼓風(fēng)機(jī)性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行性能試驗(yàn)。
按HG 20202-2000《脫脂工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行脫脂驗(yàn)收。
4 實(shí)際效果
根據(jù)以上工藝方案及技術(shù)要求，已成功地為北大先鋒、包頭、杭州項(xiàng)目以及四川天一科技配套了錦工牌JGR-200H、JGR-200AJGR-125A共3種機(jī)型4臺氧壓羅茨鼓風(fēng)機(jī)，均已投入正常使用，為這些企業(yè)節(jié)約了大量的資金，并在售后服務(wù)和配件供應(yīng)上提供了一條更為便捷的渠道，解決了使用單位的后顧之憂，成為國產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)在制氧行業(yè)成功應(yīng)用的良好范列，為國產(chǎn)羅茨鼓風(fēng)機(jī)開創(chuàng)了一個新的應(yīng)用領(lǐng)域。
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