企业压缩空气系统的有效管理

2019-10-26 03:50张永福张存玮
设备管理与维修 2019年17期
关键词:备品备件空气压缩机供气

张永福,张存玮

(海纳川(滨州)轻量化汽车部件有限公司,山东滨州 256602)

0 引言

海纳川(滨州)轻量化汽车部件有限公司目前共有空气压缩机12 台,其中两厂区空压站的5 台ML250 型工频和2 台ML250-VSD 型变频40 m3螺杆式空气压缩机担负公司的主要供气任务,只有它们工作正常,才能保障公司生产的正常进行,但同时,空压机又是公司的重点耗能设备,对其有效管理会显著降低使用成本。

公司空压站共有5 名运行人员,他们都是在入职公司后才开始接触、学习空压机的有关知识,使得尽快掌握空压机等设备的工作原理,做好这些设备的日常维护,制定有效的节能措施并实施等,就显得迫切和重要。

1 螺杆式空压机的工作原理

螺杆式空气压缩机是具有螺旋状旋转的容积式压缩机(图1),是目前世界上应用最广泛的容积式压缩机之一。螺杆压缩机的机体中,平行配置一对相互啮合的螺旋形转子。通常将齿形厚者称为阳转子或阳螺杆;将齿形薄者称为阴转子或阴螺杆。一般阳转子与原动机连接,由阳转子带动阴转子转动。转子排气端上的球轴承使转子实现轴向定位,并承受压缩机中的轴向力。在压缩机机体的两端,分别开设一定形状和大小的孔口:一个供吸气用,称为吸气孔口;另一个供排气用,称为排气孔口。

螺杆空气压缩机的工作循环可分为吸气、封闭、压缩和排气4个过程。空压机通过空气滤器吸入周围的空气,使之进入到压缩主机内。随着转子旋转,每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环,被密封在齿间容积中的气体随齿移动所占据的体积也随之减小,导致压力升高,从而实现气体的压缩过程。同时腔内不断喷油,润滑和冷却螺杆。由此产生了受热后的油气混合物。当齿间容积与排气孔口连通后,升温升压后的油气混合物通过排气单向阀进入到油气分离器罐。主机腔内大多数的油在油气分离器内与压缩空气进行分离,然后经冷却后回到主循环利用。一旦油气分离器内的空气达到需最低压力时,最小压力阀开启,高温的压缩空气进入后冷却器。

图1 螺杆式压缩机工作原理

为了提高气动设备和系统的使用寿命和可靠性,保证生产出来的产品的质量,就必须对压缩空气进行净化和干燥处理,去除压缩空气中的油、水、粉尘和铁锈等杂质。为此,公司空压机系统中除配备过滤精度分别为3 μm,1 μm 和0.01 μm 的YGF-45HC,YGF-45HT,YGF-45HA 型过滤器外,还配备了YGA-45NW 型冷干机7 台,每台的处理气量为45 m3/min,压力露点调节范围为(2~10)℃。目前,网上介绍各类空气压缩机的资料很多,公司也有在用空压机的详细说明书,故在此不再赘述。

2 能力培养

如果对空气压缩机及冷干机、冷却循环水的工作原理不清楚,则势必无法按要求做好日常保养,进而造成设备工作异常,又会因不懂设备工作原理而对故障原因误判,影响一线生产进度或产品质量,甚至引起压缩空气系统中更大的故障。为避免因对设备、设施工作原理及相关知识的缺失造成损失,就需要采取有效的管理措施提升主管和运行人员的知识能力,做到“内行管理,专业操作”。为达到这一要求和目的,应做好以下3 点。

2.1 领导带头,以身作则

作为主管领导,如果自己缺乏相应的专业、系统知识,再不加以学习,则对现场反映的压缩气质量问题,运行班组提报的备件是否合理,设备是否得到了有效维护等,都无法有效管控,即使管理运行人员,也往往是处于“外行”的地位,使得被管理者口服心不服,甚至口也不服,难免造成尴尬和工作的被动。

所以,无论是作为部门领导还是主管领导,不能以管理工作忙为借口,而放弃对专业知识的学习,必须以身作则,尽量系统地掌握管理范围内需要的专业知识,同时在自己学习过程中,总结、汇总、搜集公司需要的培训课件、论文、客户等资源,便于将自己掌握的相关知识传达给现场运行人员,这样既避免了现场运行人员再浪费时间去搜集同样的资料,也便于与大家交流,同时在交流的过程中,又进一步加深了自己对知识的掌握。

2.2 加强培训,提高能力

针对大家普遍对公司压缩空气系统不熟悉的现实情况,制定有效的培训方式,尽快提高大家的知识能力,是做好公司压缩空气管理工作的基础。对空压机操作人员的培训需要通过厂家初级培训,让大家对所用设备设施的工作原理、组成构造等有所了解。随后可组织操作人员到附近单位与有经验的人员交流学习,或请有经验的操作人员来公司现场指导。然后就是在工作中不断积累经验,对设备设施不断熟悉,直至使所有操作人员都成为“熟手”“高手”。

2.3 绩效考核,奖优罚劣

由于每个人的认知和自律能力不同,必然会存在有人对待工作自动自发、积极肯干,也有人可能就偷懒耍滑、得过且过。所以,制定有效的绩效考核措施是十分必要的。

绩效考核的工作标准要求务必明确,能量化的就要量化,考核标准也要明确,使大家对工作要求达到的目标、指标都能明确,工作才能有方向。再就是制度面前一律平等,如果执行过程中厚此薄彼,没有公平性,必然会产生矛盾,造成工作的被动或影响工作的正常开展。

3 供气质量

公司的空气压缩机都是新的,自运行以来,供气压力根据现场用气情况调整开机台数,一直能满足要求。但压缩空气的干燥度,有时候用气部门却反馈含水量较大。再就是清洁度,新设备使用的新管道投入运行后使用单位反馈压缩空气内杂质较多。

为保证供气质量,公司压缩空气系统配置了7 台YGA-45NW 型冷干机和三级过滤器,应该能满足对输出压缩空气干燥度和清洁度的要求。

但有时现场出现干燥度不能满足要求,特别是夏季,除了对冷干机的露点设置不准确外,各级冷凝水不能有效排放,也是引起压缩空气干燥度不满足要求的主要原因。在系统中,需要排放冷凝水的点很多,如压缩机、储气罐、过滤器、干燥设备等,并且冷凝水的产生速率是个变量,若因压缩机排水阀卡死等原因不能将冷凝水有效排除,把压缩机到冷干机间产生的冷凝水全部交给干燥机,干燥机定然无法完成任务。

在夏季进行空气压缩过程中,由于夏季户外空气比较潮湿,含水量较大,一般测试结果为60%,甚至比这一数值还要高,因此在压缩时导致空气含水量较高。除此之外,使用压缩机压缩空气后,经过压缩的空气温度迅速上升,压缩后的空气需要传输到使用车间,在传输过程中空气温度下降,当温度降低之后,饱和蒸气压力减少,也会析出大量的冷凝水。在冬季运行,空气的湿度发生变化,湿度不稳定,工作人员对各个定时排水阀调整不及时,不能及时调整排水时间,也会导致各个过滤器内的积水增大,进而在循环工作中,将这些水再次带入到压缩空气中。

为保证压缩空气供气质量,一是要求做到根据生产现场的用气量及时调整开机数量,或为了节能考虑,与生产现场沟通合理调节用气生产设备的工作顺序,从而保证供气压力满足使用要求。二是及时排除各级冷凝水,保证冷干机的工作正常,保证供气干燥度满足要求。三是及时检查、更换过滤器滤芯,满足供气的清洁度要求。长时间不使用的供气管路在投入使用前,应采取有效措施对其吹扫干净后再投入使用。

4 故障处理

虽然空气压缩机的常见故障及处理措施在网上有很多资料,公司空压机说明书上也有相关说明,但造成每种故障现象的原因却不是唯一的,如说明书给出“机组电流大”故障现象的可能原因就有电压太低、接线松动、机组压力超过额定压力、油分离芯堵塞、接触器故障、主机故障、主电机故障等8 种,如果对压缩机的工作原理不熟悉,则无从准确分析故障之所在。另外,如果不具备基本的设备电气、机械维修能力,也无法借助电气检测仪表排查电压、接线、接触器、电机等故障,势必造成在仅有一名运行人员值班遇到该类故障时无所适从,影响一线生产。

为及时排除系统故障,除按说明书对空压机系统的设备、设施日常维护做到位外,在运行人员对供气系统熟悉到一定程度后,也需要针对说明书提供的各类故障现象及原因分析进行培训、模拟演练,而不要平时不管不问,待到出现故障时却又手忙脚乱。

另外,也要对解决故障所需要的基本电气、机械知识进行培训,便于运行人员在遇到故障时能综合分析、排查故障原因,并尽快处理故障。

5 备件管理

空压机说明书中的日常保养说明给出了详细的备品备件更换周期,虽然空压机的备品备件费用较高,但在运行人员对空压机尚未真正熟悉之前,务必按说明书要求按时更换备品备件,并对更换备品备件情况做好详细记录,以保证空压机的正常运行。

在管理、运行人员对空压机达到一定熟悉程度后,为降低备品备件的采购费用,就需要逐步落实、完善备品备件的采购时间、最小经济采购量、最长不失效存放时间、更换周期等,认真分析并合理制定备品备件的库存量。

同时,可尝试与周围企业采取备品备件互通有无、合作共赢的模式,降低备件的库存量。当然,这种方式需要建立在企业间相互信任,所用设备型号相同,库存备件清单共享并在变动后能及时通告等基础上,才能既达到降低备件库存、又不至于出现问题后因备件不能及时到位影响设备的正常运行。

另外,随着社会分工的细化,空压机厂家大都成立了专业的服务公司,也有一些社会专业人士成立了专门的服务公司,通过全部或部分外包的方式对空压机进行维保。因其更加专业,备品备件更全,因此,也要注意这方面信息收集,如果时机成熟,又能使公司受益,即可尝试。

6 节能管理

根据生产计划协调统一使用空压机的时间,避免个别设备、工序单独使用空压机达到节能的目的,已在公司达成共识,需要做的就是尽量与用气部门做好协调工作。

冬季低温时为避免公司的闭式冷却塔故障,不得不通过开启空压机升温,也是目前造成空压机能耗的一个方面。目前已通过给闭式冷却塔内的盘管增加暖气管路,封闭冷却塔通风口等措施,降低了开启空压机频次,起到了一定的节能效果,今后还需要发动大家集思广益,调研如增加电伴热带等有效措施,进一步降低能耗,并降低空压机备品备件的用量。

空气压缩机运行时,由于设备用气量不断变化,需要调整供气设备相应的生产负荷,常用加/卸载的方式满足用气控制,以免压缩机频繁启停。在压缩机运行中,压缩空气排气压力每上升0.1 MPa 要多耗电7%~10%,加载、卸载的压力一直在设定压力与高于设定压力0.15 MPa 之间,这比一直稳压在使用压力状态下要多付出0.15 MPa 压力差所带来的10.5%~15%的电耗,而且卸载时在零供气待机情况下会多消耗45%的空载电能。为降低由于频繁加载/卸载造成的能耗损失,需要合理调配用气设备。另外就是验证配置的储气罐容量是否合理,必要时可通过增大储气罐,延长压缩机卸载时间间隔,增加系统稳定性,达到节能目的。

螺杆式空压机的级间排气温度都影响运行效率,其排气温度通常在(65~100)℃,排气温度每上升10 ℃,能耗将会增加3%,因此控制温度升高能有效降低能源消耗量。控制温度主要是通过全面检查、维护空气压缩机冷却器,补充润滑油等措施,将温度控制在要求的范围内,稳定空气压缩机的运行状态,保证空气压缩机合理的运行效率和功耗。

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