隧道施工中空气压缩机的配置

日期:2020-11-06 09:06

  维普资讯 隧道施 工 中空气 压 缩机 的配置 Al c t no r mp e s rnT n e n tu t n l a i f o o AiCo rs o u n l i Co s rci o ■ 中铁 一局工 管中心 赵永红 / H o g o g Z AO Y n h n 近年来 ,随着国 民经济 的快速增长 ,公 路和铁路建 设事业 蓬 勃发 展 ,新 开启 的高 速公 路和 快 速铁 路 工程 中,隧 道数 量较多 。钻爆 法施工在 目前 的隧道施工 中占 据着主导地位 。空压机提供 压缩风 ,人工使用风动凿岩 机钻眼 ,是 目前钻爆 法施工 中不 可或缺的施工方 法。正 确 配置 压缩 机 ,达到 高效 节能 ,非 常重要 。 P —— 压 力 降 ( a ) b r ,—— 从 压 缩 机 到 用 气 机 具 的 管 道 管 长 ( ) m Q —— 容 积流 量 ( s I) / d —— 输气管径 ( mm) P —— 管道 进 口压 力 ( 对 压 力 ) b 绝 (a ) r 目前 ,在隧道施工 中常 用的风 动凿岩机 YT 8的工 2 作气 压 为 0 4 . 3 a . ~06 MP ,设 管 路长 度 为 1 0 m,风 管 0 O 1 空 压 机 的 分 类 内径 1 0 mm, 对 压 力 8 a ,容 积 流量 2 m。 n 5 绝 br 0 / ,代入 mi 0 b r 空气 压缩 机 的种 类繁 多 、形式 多样 。按 动 力源 区 压 力 降公 式 计 算得 压 力 降 △ P为 0. 3 a , 因此 在 隧 道 7 a为 宜 。 分 有 : 内 燃 驱 动 、 电 机 驱 动 ;按 润 滑 方 式 分 有 : 无 油 施 工 中所 配 置 的 空 压 机 排 气 压 力 选 用 0. M P 2 排 气量 的确 定 式和 有 油式 ;按 地基 基 础 分有 :固定 式和 移 动式 ;按 2. 结 构 型式 分有 :回转 式 . 活塞 式 .膜片 式 等 多种 分类 形式。 选 择 空 压 机 的 气 量 要 与 所 需 的 排 气 量 相 匹 配 , 并 留 有 1 % 的 余 量 ,一 般 用 以 下 方 法 计 算 : 0 O = ∑ QO ( + K 1 1 2 3) m。h + + / 其 中,活塞式 和 回转式 中的螺 杆式 滑片式 三种形 式较 为 多见 。滑 片式 主要 以小型 机为 主 。 式 中: Q, — 设计 容 量 m。h — / 2 空压 机 选 型 中主 要 参数 及 工 作 方 式 的 确 定 2. 排气 压 力的确定 1 压缩 机 排气 压 力 的确定 比较 重要 。 压 力越 高 ,耗 电 越 多 。 压 力 太 低 ,则 不 能 驱 动 风 动 工 具 。 一 般 所 需 压 力 为 管 路 损 耗 引 起 的 压 力 降 加 上 使 用 压 力 即 为 最 下 限 压力 。 ∑Q — — 用 气 机 具 消 耗 量 总 和 — — 消 耗 量 不 平 等 系 数 ( 大 ) 1 2~1 4 最 . . 1——管道损耗系数,当管道全长小于 1m 时取 01 k .; 小于 15 m 时取 0 1 :大 于 2 m 时取 02 .k .5 k . 2— — 用 气 设 备 磨 损 增 耗 量 系 数 取 0 1 . 5~0 2 . 2—— 未预 见的消耗量 系数 取 0 1 . 总 排 气 量 的 确 定 , 通 常 的 办 法 是 以 较 小 排 量 的 空 长距 离 管路输 送 压缩 气 的压 力 降计算 公 式为 IX Q P = d 5 压 机 并联 取 得较 大 的 排气 量 ,随 着 用气 量增 大而逐 一 开 机 ,这 样 不 但 对 电 网 有 好 处 ,而 且 能 节 约 能 源 。在 隧 X40 5 X P 道施工 中,一般选用 多台容积流量为 2 m。mi 0 / n的压缩 2 0 4 建 设 机 械 技 术 与 管 理 6 0 60 3 维普资讯 机并 联 。 济 性 更 差 。 由 于 活 塞 式 空 压 机 组 成 压 缩 腔 的 元 件 大 多 2. 驱动 方式 、安 装方 式的 确定 3 是 易 损件 ,这些 易 损 件 的磨损 和 损坏 都 将造 成 气体 压 如 果 施 工场 合 没 有 电源 ,则 选 择 内燃 空 压 机 ;如 果 缩 时 更 大 的 泄 漏 ,导 致 压 缩 效 率 降 低 ; 螺杆 压 缩 机 中不 电源 方 便 ,则 选 用 电动 空 压 机 。在 隧 道 施 工 中 , 因通 风 存 在 影 响 机 器 效 率 的 易 损 件 ,进 行 压 缩 的 一 对 转 子 由 受 限 , 一般 要提 供 电源 ,则 选 电动 空 压机 。 在 安 装 方 式 于 自 身 的 结 构 特 点 不 会 出 现 磨 损 。 因 此 长 期 连 续 运 行 上 ,如 果 用 气 场 合 距 离 短 ,则 选 择 固 定 式 压 缩 机 ;如 果 的经 济性 远远 优 于活 塞机 用 气 场 合 有 长 距 离 变 化 ,则 应 选 用 移 动 式 空 压机 ,以 便 3 1 4 活塞 机 是 往 复 间断 性 供 气 ,运 行 时 气流 脉 动 大 ; .. 降 低损 耗 。 螺杆 机转 速 高 ,输 气平稳 ,无脉 动 3 1 5 活塞式 空压机为往复运 动机构 ,存在着不可 消除 . . 2. 冷 却方式 的确定 4 空压机 的 冷却 方 式分 水 冷和风 冷 两 种 ,一般 使 用 的惯 性力 ,因此运 行时振动 大 .噪音 高 ,较大 的活 塞机 者认 为水 冷却 方 式好 ,实 际上 ,水 冷却 方 式有 四个缺 安 装 时 需 要 专 门 的 固定 基 础 ;螺 杆 式 空压 机 为 回转 式 运 点 :a 必须另外配置 完备的上下水 系统 ,耗资大 ;b 浪 动 机 构 , 平 衡 性 好 . 振 动 小 . 噪 音 低 、无 需 安 装 基 础 . . 费大 量的水 资源 ;C水 冷式冷却 器寿命短 ;d. 寒冷地 区 3. . 螺杆机具 有全面 的 自动控 制与保护 系统 。具有 16 使用 易 冻坏气 缸 。 防过 载 、缺相 、错 相 、欠 电压系统漏 电等 保护功能 ,风 扇过载 、排气温度 高 、空气 过滤器堵塞 、机油过滤 器堵 2. 高原选 型 中的有 关事项 5 随着海 拔高度 的增加 ,空气变得稀薄 ,空压机 的进 塞 、 油 气 分 离 器 堵 塞 等 的 自动 报 警 装 置 , 方 便 设 备 的维 气压 力降低 ,容积效率也 随之降低 。为 了保证与 海平面 护 管 理 ,这 是 活 塞 机 无 法 相 比 的 处相 同的使 用性能 ,在 设备选型时 ,对 内燃机或 电动机 3 17 常 见 故 障 分 析对 比 .. 的功 率 消耗 要 加以 考虑 ,压缩 机 要选 择较 大 的容 积 流 量 。如果海 平面处 修正系数选 1 0,一般 按海拔每增加 . 3 0 按 0. 3增 加修 正 系数 。 0 m, 0 ( ) 活塞 机 。 1 a. 某级 排气 压 力 过 高 :①下 一 级 进 .排 气 阀有 故 障 , 或 安装 不 良 ,或阀 片 .弹 簧损坏 。②下 一级 的 活塞环 失效 。 b 某级排 气压力 过低 :①本级 进 、排气阀有 故障 , . 3 活 塞 式 与螺 杆 式 压缩 机 性 能 比较 长期 以 来 ,国 内从 事 隧道 施 工的 工程 单 位使 用 活 或安装不 良,或阀片 、弹簧损坏 。②本级 的活塞环 失效 。 C 某级 排气温度过高 :①本级进气温度 过高。 ②本 . 3. 理论对比 1 塞 式 压 缩 机 制 造 压 缩 空 气 。 活 塞 机 噪 音 大 、 故 障 频 率 级 排 气 压 力 过 高 。 ③ 冷 却 水 排 水 温 度 过 高 。 d 油温过高 :①油冷却器 失效。②轴承或轴 瓦或滑 . 高 、维修不 方便 且费用高 ,与效率高 .可 靠性高 的螺杆 道 或 油泵有 故 障 。 式 压缩 机 相 比都 有 较 大 区 别 。 e. 水 温 度 过 高 :供 水 量 不 足 。 排 3 1 1 活塞 式压缩机有进 ( .. 排)气阀 、活塞 、活塞环 、 连 杆瓦等诸 多易损件 ,更换频率 高 ,既影 响施 工 ,又增 加 费 用 ;螺 杆 式 空 压 机 这 些 费 用 相 对 较 少 3 1 2 供 气 品 质 差 ,油 量 消 耗 大 。 由于 活 塞 式 压缩 机 的 .. f 机身部分 异常声 响 :①轴承 保持架磨损 严重 。② . 轴 瓦 间隙过 大 。③有 螺栓 螺母 未 固紧 。 g 气缸部分异 常响声 :①缸 内有积 水或有异物进入 . 气缸 。 ②止 点 间隙太 小 。③螺 母松 动 。 h 排 气 量不 足 :① 一 级 进 、排 气 阀 、活 塞 环 有 故 障 。 . ② 各 级 管 道 泄 漏 , 气 缸 向 水 道 泄 漏 。 ③ 一 级 排 气 压 力 活塞环极易磨损 ,尽管活塞 上设有刮油环 ,仍然会有 大 量润滑油 窜到气 缸中 ,随压缩 气一体排 出 ,大大增加 了 油耗量 ,并 污染 了环境 ;螺杆 机有高小 的油气分离系统 和 过 滤 设 备 ,无 易 磨 损 件 ,耗 油 量 极 小 ,供 气 品 质 较 高 3. . 活 塞 式 空 压 机 的 效 率 低 ,尤 其 是 长 期 运 行 时 经 13 6 C r 2 0 .4 4 M' M 0 60 过高 。 ④进 气 管阻 力 过大 或供 气 不足 。⑤ 压缩 机转 速 不够 。 ( ) 螺 杆机 。 2 维普资讯 a 机器 不 启 动 :检 查 主 开 关 及 电 源线 、检 查 电机 ; . ( ) 0 0小 时 更 换 空 滤 一 次 :1套 X 1 0 31 0 0元 / 9 套 = b. 开机 后机器不加载 :调整压力开关 整定值 或更换 压力 开关 、检查 或 更换 电磁 阀 ; c 压缩机不卸荷 ,安全阀泄放 :调 整压力开关整定 . 值或 更换 压 力开关 、检 查或 更 换 电磁 阀 ; d. 油耗过 多 :按推 荐用 油 、降低 油位至 正常位 置 、 拆下 回油 管路清 洗 、更 换油 气分 离器 滤芯 ; 1 0 元。 0 9 () 4 一年 中机器 工作时间为 : 0x 1 = 1 0t 时) 6x 3 2 2 ( ̄ 。 6 J 考 虑 隧 道 施 工 环 境 恶 劣 ,机 油 、机 滤 按 两 次 换 ,空 滤 按 四次更 换 ,则每 台机 器平 均所 用 消耗 为 : 2 0 + 4 0x 2 1 0 = 5 0 ( 4 0X 2 1 0 + 9 0x 4 1 2 0元) 3 2. 用螺杆 式压缩机 比用活塞式 压缩机 平均每 台每 . 3 e. 排气压 力低 于规 定值 :减 少用气 量 或增 加压 缩 年 可 节 约 费 用 为 : 机 、检 查系统泄漏 、清 理或更换进 气过滤器芯 、更换 油 3 1 24 12 0 1 9 24元 ) 0 .-5 0 = 2 .( 2 4 气 分离器滤 芯 、检 查或更 换 电磁 阀 ,检修 进气控 制 阀 、 32 4 2 / n的活塞式空压机购置价每 台 9万元左 .. 0 m。 mi 更换 皮带 调 整压 力 开关整 定值 ; 右 ,移 动 式 螺 杆机 每 台 2 5万 元左 右 ,差 价 1 元左 右 , 6万 f 压 缩 机 高 温保 护 停 机 :改 善 环 境 通 风 条 件 、 清 扫 电 动压 缩 机 折 旧年 限 1 . 0年 ,则 在 1 0年 中活 塞 机 的一 般 或清洗 冷却器 、添 油至规 定位 置 .更换机 油 过滤 器 ; g 压缩机卸荷运行 ,排气压力仍缓慢上 升 ,安全 阀 . 泄 放 :检 查 或 更 换 电磁 阀 , 检 修 进 气 控 制 阀 、 检 修 卸 荷 管道 ; 消耗 比螺 杆机 多 : 1 9 24x 1 =9 2 ( 2 . 1 2 4 元) 4 0 4 而 且 ,活 塞 机 随 使 用 年 限 增 加 维 修 费 用 成 倍 增 加 。 因 此 ,在 性 价 比 上 , 螺 杆 机 优 于 活 塞 机 。 2. h 安全阀泄放 :检修或更 换安全阀 ,检修 最小压力 3. 5 之所 以在 该 例 中 选 用 移 动 式 螺 杆 空 压 机 是 因 为 , . 阀 .更换油气 分离器滤芯 检修或更换 压力开关 、检 查 在长 隧施工 中 ,随着隧道 的延伸 ,空压 机也要前移 ,否 进气控 制 阀或 电磁 阀 。 则 因 为 管 路 损 失 过 大 将 造 成 极 大 的 浪 费 , 而 施 工 单 位 选 0m。 mj 的 大于 2 / 0 m。 ( 从 以 上 对 比 中可 看 出活 塞 机 易 损 件 较 多 ,在 维 用 的 2 / n 活塞 式 空压机 全 是 固定机 ( 3) 修 中拆 卸 工 作 量 大 , 耗 时 耗 力 。 m i 活 塞 式 电 动空 压 机 由 于 结构 原 因没 有 移 动 式 的 ) n的 , 由于 移 动 不便 ,往往 在 隧道 开挖 2~3 m 以后 才 移 动 ,而 k 3. 实例 ( 济性 )对 比 2 经 k k 3. 1 笔者经 过对 兰武 二 线乌鞘 岭 隧道使 用 的 四台 移动机可 1 m 移动一次 ,就按相差 1 m 管路计算 ,如 2. m 5 m m L 一 07 ( WJ 2 / 排气 量 2 m。 n 0 / mi ,二 级 排气 压 力 0 7 a 果 用 1 0 ,6 长 的 高 压风 管 ,则 需费 用 为 : .MP , 电机 功 率 1k )型 活塞 式 空 压机 2 0 0 W 1 0 4年 9月至 2 0 05 年 8 月 的 调 查 取 得 以 下 数 据 1 0 m ÷6 4 0 0 m x 4 2元 / = 3 6 根 7 6 6元 。 也 就是 ,用 固定 式活 塞 机 比用 移动 螺杆 机 在 管路 3 6 ( ) 件消耗 6 9 1 ,平均每 台机 器消耗 1 4 78元。 架设上多消耗 7 6 6元。而以上所有 费用 中还均未涉及 1配 55 元 68 . () 2 压缩 机 油 消耗 5 9 k ,每公 斤 1 . 25g 3元 ,平 均每 人 工 费 。 0 台机 器消 耗 1 6 46元 。 3 . 3 综上 所 述 ,用 性能 优 越 的移 动式 螺 杆 空压 机淘 汰 则 每 台 机 器 平 均 消 耗 ( 器 每 天 工 作 时 间 按 6 小时 现在 使用的 活塞式 空压机 ,建 造先进 .经济 的空压 站 , 机 计 ) 01 2 4元 。 :3 2 , 可以降低成 本 ,增加经济 效益 ,方便 管理 ,改善 工作环 322 如果 选 择 的螺 杆 机为 4台 移动 式 L Y 0 D ( .. U 2 8 A 排 境 , 提 高 公 司 形 象 。 气量 2 .m3mi 08 n,有效工作压力 0 7 / . MP a,电机功率 1 k ) 0 W ,根 据 该 设 备 的 保 养 要 求 : 1 隧 道 施 工 中 空 气 压 缩 机 的 配 置 是 较 为 复 杂 的 , 尤 其 在 长 大 隧 道 施 工 中 要 根 据 施 组 的 变 化 灵 活 调 整 、 有 ()5O 1 1O 小时更换机油—次 :4 X6 0 / = 4 0 机 配置 ,在确 保基本 参数满 足的条 件下 ,配 置低成 本 , 桶 0 元 桶 2 0 元。 ( ) 5 0小 时 更换 机 油滤 芯 一 次 :2个 X 7 0元 / 21 0 0 个 高效 益 .先进 的空压站 将永远 是设备 管理 追求 的 目标 。 = 1 0 0元 。 4 ( 收稿 日期 :2 0 - 1 1 ) 0 60 -8 2 0 . 建 设 机 械 技 术 与 管 理 6 0 60 4 5