气动自洁式空气过滤器在螺杆压缩机上的应用

摘要：通过在轧钢空压站螺杆压缩机上增设一套气动自洁式空气过滤器，不仅提高机组排气量，延长其使用寿命，同时大大节省维护成本，经济效益明显。
　　关键词：气动自洁式空气过滤器；螺杆压缩机；油气分离器
　　O 前言
　　杭钢动力公司轧钢空压站位于转炉厂和中轧厂的附近，现有三台螺杆压缩机和两台活塞压缩机。正常生产情况下，通常开两台螺杆压缩机和一台活塞压缩 机，主要给转炉、中轧和热带三家生产单位供气。
　　螺杆压缩机自投运，连续运行两个月后，常出现排气量降低，油过滤器、油气分离器阻力过大而引起停机，给生产单位带来极大影响。通常采用更换空气过滤器滤筒、油过滤器滤芯、油气分离器滤芯和润滑油等措施来处理。可问题一直未得到有效解决，同时维护成本大大增加，机组使用寿命也受到很大影响。通过分析，在螺杆压缩机上增设气动自洁式空气过滤器后，可有效解决上述问题。
　　1 原理及工艺流程简介
　　空气从吸人管吸人，经过机组自带过滤装置过滤，由于重力、惯性扩散、接触阻留、静电等综合作用，灰尘和固体颗粒沿降堆积在过滤元件上，净化空气进入机组工作腔中。工作腔由一对相互啮合的转子组成，在电机驱动下高速运转，齿间容积不断地变化，从而不断地压缩并升高压力。与此同时，润滑油不断喷人工作腔，起到润滑、冷却、密封和降低噪声的作用。当齿间容积与排气口相通时。油气混合空气从排气口排出。经过油气分离器分离后，送人管网，供用户使用。
    2 机组自带空气过滤装置的不足
    2．1 过滤系数比值过低
    过滤系数比值主要取决于空气中灰尘和固体颗粒的含量。空气中灰尘和固体颗粒含量偏低，则过滤系数比值取1．2～1．5；含量适中，则过滤系数比值取1．6～1．8；含量偏高，则过滤系数比值取1．9～2．2。由于轧钢空压站靠近转炉厂和中轧厂，空气中灰尘和固体颗粒含量偏高，但是设计时未充分考虑到机组工作环境，过滤系数比值选取为1．3，明显过低，造成机组运行时，大量灰尘和固体颗粒堵塞过滤元件，从而引起排气量降低。
    2．2 不能自洁
   机组运行时，大量灰尘和固体颗粒杂质由于重力、惯性扩散、接触阻留、静电等综合作用，灰尘沉降堆积在过滤元件上。由于过滤装置不能自洁，过滤阻力不断增大，造成过滤元件损坏，空气中大量灰尘和固体颗粒杂质就直接进入机组工作腔的润滑油中，导致油过滤器和油气分离器阻力过大而引起停机。
   3 改造措施
    增设一套气动自洁式空气过滤器(简称ZKG)，供现有三台螺杆压缩机使用。
由于两台活塞压缩机是上世纪七、八十年代的产品，设备不断老化，经常出现机械故障；再加上生产单位用量不断增加，两台活塞压缩机将进行改造，因而ZKG过滤量大小的选取按“开四停一”计算，总管管径大小的选取按五台螺杆压缩机计算。同时在总管上预留两个开口，用盲板封住，以备以后两台螺杆压缩机使用。
  3．1 ZKG结构及工作原理
    ZKG由过滤模块、出口集管、电控系统和支架四部分组成。
   过滤过程：空气经过过滤筒，由于重力、惯性扩散、接触阻留、静电等综合作用，灰尘沿降堆积在过滤元件上，净化空气经文氏管由出口集管送出。自洁过程：当空气被过滤后，尘埃被吸浮大元件上，用定时的方式，由电脑按顺序控制采用引流爆发式，进行反吹自洁过程，而当过滤元件阻损超过过滤阻损指标时，由电脑用定压方式进行连续反吹自洁，另外也可用手动反吹自洁方式，直到阻损保持在阻损指标之内，而恢复原来的定时反吹自洁方式(反吹时间仅为0．22s)，一组过滤元件处于自洁，其他过滤元件照常工作。
    3．2 ZKG特点
   1)在可编程控制下自动实现空气的过滤和过滤元件的自洁；
   2)密封性好，不易“短路”；
   3)过滤效率高，达到99．99％，且能抗水雾；4)过滤精度高，一般控制在5um以下；
   5)耗电量小，仅为300W；
   6)过滤元件的使用寿命长，一般为20年左右；
   7)设备检修维护方便，费用低，且可不停机更换。
    3．3 ZKG优化选取
    1)过滤量：由于轧钢空压站靠近转炉厂和中轧厂，空气中灰尘和固体颗粒含量偏高，选取过滤系数比为2．2；一台螺杆压缩机额定流量为66m3／min，按“开四停一”进行计算，则需总过滤量为580．8m3／min。
   2)管径：一台机组自带过滤装置有两根管径为~250mm的吸气管，根据横截面积，按五台机组进行计算，则需总管径：
   
   根据计算，经过优化，选取过滤量为600m3／rain的ZKG一600气动自洁式过滤器；总管径为O800mm，整个改造工程费用20余万元。
    4 经济效益分析
   改造前，平均一年更换过滤筒四只，油过滤器滤芯两只，油气分离器初次级滤芯各两只，润滑油一次。年维护费用合计为13．1l万元。改造后，滤筒不用更换，平均四年更换油过滤器滤芯两只，油气分离器初次级滤芯各两只，润滑油一次。年维护费用合计为3．0375万元。平均一年节省维护费用合计：13．儿万元一3．0375万元=10．0725万元，两年半就能收回全部改造成本。
   5 结语
   增设一套气动自洁式过滤器，不仅可有效解决机组排气量降低，油过滤器、油气分离器阻力过大而引起的停机；同时大大降低维护成本，延长机组使用寿命，经济效益明显。