小型移动式气源站设计及应用研究

王鸿　牛涛

摘 要：该文介绍了一种机动性强、环境适应性高的小型移动式高压气源站，该气源站由高压空气压缩机、高压干燥器、高压气瓶、供气系统和小型载车等部件组成，实现全自动工作，可整体吊装运输，也可单独移动使用。小型气源站的设计理念和方式为高压空气站和类似移动式设备提供了实例，为高压空气站设计规范的制定提供了良好的基础。

关键词：移动式；高压；气源站

引言

气源站是用来制造、贮存和输出一定工作压力和一定洁净度的压缩空气，高压气源站工作压力一般大于1MPa，其露点值一般低于-45℃，特殊行业对含油量和固体颗粒度也有要求。常压空气通过高压空压机压缩，由高压干燥器“除水、除油、除尘”处理后输送到高压气瓶储存，使用时气瓶内气体经过减压后输出到用气设备上。现行使用的空气站主要是依据《压缩空气站的设计规范GB50029-2003》设计制造，压力一般不高于1.25MPa且大部分安装于室内或厂房，对于用气点比较分散的厂区或试验场地，固定式的空气站局限性尤为突出，而且在厂区大范围的铺设管道对资金和用气安全也有很好的要求。小型移动式高压气源站正好解决了这个难题，本文针对小型移动式高压气源站的设计做了重点阐述，并对高压空气站的设计规范和应用提出了见解。

1.气源站的设计原理

小型移动式高压气源站压力最高可达15MPa，输出配备有减压器和压力表，可根据实际需求调节所用的压力值，空气的洁净度一般低于-45℃。

气路原理如图1所示，高压空气压缩机（AC）从大气环境中吸取空气，增压至15MPa（由空气压缩机的选型决定），在空压机中处设置压力传感器和安全阀，保证气瓶组到达指定压力时自动停机（15MPa）；经空压机压缩的高压空气由过滤器（GG1除尘、GG2除油）双极过滤，然后到达高压无热再生吸附式干燥器（GZQ）净化除水，从干燥器输出的高压气体经过三级过滤（GG3除尘）后输送到气瓶组（Q1～Q2）。合格气体最后到达气瓶组贮存，在空气压缩机和气瓶组之间设置单向阀，阻止瓶内气体回流。

使用时，气瓶组中的高压空气经过减压器减压到所需压力值（可调节）经过流量计对外输出。

空气站采用空压机和干燥器并行启动方式，即所有控制集成到控制系统中（该控制系统集成在空压机中），启动空压机的同时自动启动干燥器，确保了空压站的输出气体的质量又减少了复杂的控制，整个气路设计在保证安全的情况下，减少了人员的操作，实现自动工作的最大化。

2.总体结构设计

小型移动式高压气源站由小型载车、高压空气压缩机、高压干燥机、高压气瓶组、供气系统等部件组成。

2.1结构布局

所有设备集成安装于移动载车内，结构布局如图2所示。

空压机放置在方舱的前部，干燥器在方舱后端左侧，供气系统在方舱后端。气瓶组置于方舱两侧，整车的重心与载车的重心重合。

控制系统主要集成在空压机内部，由空压机电路预留外接电源口和对内的控制输出节点，简单的操作实现复杂的工作程序。

2.2小型移动式设计

小型移动式空压站主要体现在其移动的便捷性，小车尺寸控制在2000mm×1500mm×1800mm范圍内，载车箱体采用军用方舱的制造工艺，载车轮毂采用轿车使用的铝合金轮毂和传动方式，有效的增加了小型空压站的移动便捷性，一到两人即可移动整个设备。

3.对高压空气站设计规范建议

高压压缩空气使用范围越来越广，特别是电子、机械、化工等行业的常规应用，现有的低压设计规范未涉及高于1.25MPa工作压力，也没有高压的指导性文件，因此制定高压空气站的设计规范是必要的，结合多年的高压空气设备设计和使用经验，提出以下建议作为参考。

（1）空气压缩机出口要设置压力传感器和安全阀。

（2）气路设计时应保证一定的设计余量。

（3）高压气瓶组应单独设置对外管路，用于放空气瓶气体或对外接气瓶供气。

（4）对于移动式空压站应考虑设备在运输时的减振措施。

4.结论

小型移动式高压气源站解决了一般性高压空气站使用的局限性，不受场地和环境的限制，提供和厂房空气站一样的功能。实现了成本节约和高效利用，达到一机多用的目的，而且移动式高压气源站占地小，贮存压力高，使用时间长。

目前，还没有高压压缩空气站的设计规范，小型移动式气源站的设计和使用经验对高压压缩空气站的设计规范出台有借鉴意义，对使用高压产品的设计提供了思路和实例支持。

参考文献：

[1]范继强.工程建设与设计[M].北京：机械工业出版社，2006.

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作者简介：王鸿，（1983.08.20-），女，汉族，贵州省遵义市绥阳县人，助理工程师，主要从事非标设备类产品的策划、实施工作。