氢气压缩机的选用及经济评价
氯碱工业生产的氢气,是国民经济中很有用的原料,从电解槽阴极箱出来的氢气,经冷却由氢气泵加压后(0.1MPa)供与氯气合成制成氯化氢气体、盐酸、环己酮等产品。还有大量的氢气可由氢气压缩机加压至15MPa,充入钢瓶包装后作为商品出售。随着产量的增压,用户对氢气质量的要求提高,对氢气压缩机的要求也更高了。要求氢压机有稳定的运行周期,操作简单,维修方便,备件易购等特点。本文就我厂氢压机的选型作一些概述。
1 氢气的性质及对压缩机的要求
由于氢气是一种极易泄漏,易燃易爆的气体。因此,对氢气压缩机的设计、制造、使用、维修提出了一系列的特殊要求,尤其是对密封、安全和可靠性等方面的要求较高。
我厂1971年开始实行氢气灌装以来,先后使用过3JY-0.75/150-1型、2V-1.17/150型、Z-2/160型3种氢压机。这些机器均不同程度地存在着转速高、生产能力低、漏油严重、振动剧烈、运转噪声大、压缩机油气分离效率低、检修频繁等缺点。针对以上的问题,我们着手进行氢压机的调研与选型。
2 压缩机的选用
1 L3 Z& n# ~# l \$ \% V选择压缩机机型的原则
8 V! n8 K6 o9 [4 O! l; Q: J6 S/ I1) 低转速。低速机械一般来说,运转平稳,噪声低,磨损小,寿命长。
, S6 d: e9 \( t6 x5 ~2) 无油润滑。革除注油器,使氢气中无油雾夹带,从而提高氢气的纯度,提高商品质量等级,确保使用单位的质量要求。
5 ~! r/ [7 {' f( y; O( y y3 u3) 增大单机的生产能力,满足用户的要求。
% V7 T* }* g w0 {% C& @针对以上的原则,我们选用了LH-5/0.9-150型氢气压缩机。并将该机和目前使用的氢压机的性能和技术参数进行比较(见表1)。
表1 几种氢气压缩机性能技术参数的比较
$ D! ~2 F% N" P/ e' m8 J1 ^, B|
压缩机型号 | 9 I, P5 d: j( ?5 j
; C: P. D/ V- K; g" q" ~3 m
2V-1.17/150 |
Z-2/160 |
LH-5/0.9-150 |
| : C9 a5 v: ?% W5 ]6 F
压缩机型式 |
V型四缸四级差动水冷式 | Q1 c0 E8 \: ^9 I' l( b2 j( L" A+ g
立式双列四级差动水冷式 | " @/ C/ ?* Z4 R! l) v
8 O3 j9 K' O: P- h1 b
L型四级单作用水冷式 |
|
排气量(标准状态)m3/min |
) o) P& b# W! K; G' o+ ]
1.17 | # f! i' A* c, V' f! P* D# S# A
l: f l( x0 l8 j4 Z: o ]( y
2 | 6 i! x' {% \( [! i% l. M( X
5 |
|
吸气压力Mpa | / p, A* h2 Z- \" r- J
' o# r) P2 {8 s' |* g
大气压 |
' w' O8 _# @ v' Y! u" B. L
0.2~0.4 | % C+ v6 `: n+ q" R. @( ~, f
0.9 |
| 6 P: |/ d/ p2 T; y% n) L5 ?
排气压力Mpa | : r* \7 o; z/ x3 {; i
15 | 7 @/ |+ u z: n/ E1 \5 h: X. N' m
16 |
' Y* o2 V' d9 m8 X: Y: m2 c
15 |
| & P- Q- U" Y0 n) C
排气温度°C |
* q+ z' c& d7 A+ l6 B% N0 _
<170 |
<160 |
<157 |
|
冷却水消耗量m3/h |
1 | # x5 U8 t# E R. x# G
6 ]! L% [- n- n2 l% C6 \+ ?7 Q# n
3 |
5 |
|
润滑油消耗量 g/h | $ ^$ x* m2 O b9 Y7 u5 ]
70 |
90 |
/ V' }# m2 ?& [2 O& B R/ I
0 |
| 8 } D. ?: {. [4 M
活塞行程 mm |
55 | " C$ h2 A8 P3 z' {& H+ r, ~) |
* {# U8 t- w2 N' C9 J+ q. R8 z
100 | ) a! ~) a, Q" V: F& ]( H
200 |
| . d. v" I: Y/ Q( i% W+ u
压缩机转速 r/min | $ N; _. |9 e8 l% W( @8 n' \
1470 |
740 | 2 y" z F9 W# E4 d6 n6 M; S
320 |
|
轴功率 KW |
# U- Z- Z9 W: z
23.2 | * B7 h7 E$ N, o9 T/ K4 H: Y
36 |
: J/ {1 E$ k( P8 ~# t' X
55.73 |
|
比功率 KW.min/m3 |
19.8 |
18 |
, Z, m9 ^5 G+ P5 V& a& q& o" c
13.93 |
|
电机功率 |
30 |
; l. H; G" U; e# q
37 | 0 I/ D2 w V, r, D' V9 O
$ Q: j) _7 r+ R5 }/ d
75 |
| . a. t; {! R3 C
检修周期 中修 h | 9 N) H3 P. l4 R& L4 n
1500 | 9 S2 L+ s2 b9 y
1500 |
4000 |
|
大修 h |
. b% G3 `$ D2 q7 K+ N
3000 | ! N1 K+ y! U$ v' Y3 N. @+ b+ m7 n
$ j" @, S+ B" w5 N- @
3000 |
8 `9 M* P) T0 s! u& r f! H8 m
12000 |
通过性能技术参数的比较,LH-5/0.9-150 氢压机有以下特点:
1) 转速低,噪声小,运转稳定,操作环境好。
C ]$ t8 Q& }2) 操作范围大,该机进口压力高,因而不需要减压装置,减轻工人劳动强度。
3) 排气量达,达到5m3/min.较目前使用的氢气压缩机提高1倍,而且要提高能力也比较方便,因为转速还可适当提高。
2 O* w6 a8 ^6 u9 m8 a8 I4) 采用无油润滑,提高了氢气纯度。该机的活塞环及导向环均采用粉末冶金基体烧结聚四氟乙烯而成的FH-1材料,自润滑效果好,不存在漏油问题。
6 d2 S0 S+ H5 j' p! V) O+ ]5) 运转周期长。从几个使用该类机型的厂家看,在检修周期内均能可靠地运行。该机主要零部件采用通用压缩机部件,因而备件的采购比较方便。
3 经济效益评价
1 A& M. b& i( \) G1) LH-5/0.9-150 型氢气压缩机每分钟产气5m3,比Z-2/160型产气增加1倍。同比上年净增利40多万元。单位体积的氢气冷却水消耗及电耗比Z-2/160型机有所下降。
2) 在投资费用方面,若投资2台Z-2/160型机,投资费用将大大高于后者,而且增加厂房建筑面积。
( t, [) ^7 b( f+ @1 W3 q3) 由于LH-5/0.9-150机型运转周期长,检修费用及备品费用有大幅下降。
我厂自投运LH-5/0.9-150型氢气压缩机,通过一年多的实际生产考验,充分体现该机具有运转平稳,噪声小,易操作的优点。并且减去了工人的操作强度,降低了检修费用,提高了氢气的质量。
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