摘 要：文章介紹了葛洲壩電站自投運以來空壓機的裝設(shè)和使用情況，結(jié)合近年來螺桿空氣壓縮機技術(shù)的發(fā)展，分析了葛洲壩電站空壓機換型的必要性。希望通過文章的分析，能夠為相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：葛洲壩；螺桿空壓機；換型

1 簡介

葛洲壩水利樞紐位于長江三峽出口南津關(guān)下游約2.3km處，距三峽壩址38km，是長江干流上修建的我國第一座大型水電站，是三峽工程的航運梯級和反調(diào)節(jié)水庫。葛洲壩電站分為二江電站和大江電站，共裝設(shè)有軸流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機組21臺。二江電站裝機7臺，其中1F、2F機組容量為170MW，其他5臺為125MW機組；大江電站裝機14臺，均為125MW機組。葛洲壩電站廠房內(nèi)設(shè)置大江空壓機室和二江空壓機室，室內(nèi)設(shè)置空氣壓縮機和氣罐作為氣源向廠房各個用戶提供合格壓縮空氣。

2 葛洲壩電站始建時空壓機設(shè)置

2.1 大江電站原設(shè)計方案

大江電站低壓壓縮氣系統(tǒng)主要是給機組制動、工業(yè)用氣和水輪機圍帶供氣。大江電站機組制動用氣和工業(yè)用氣各自成為獨立系統(tǒng)。

（1）機組制動用氣

選用2臺V-3/8-1型空壓機（生產(chǎn)率3.0m3/min，壓力8kgf/cm2），V=7m3貯氣罐2只?？諌簷C一臺工作，一臺備用。

（2）工業(yè)用氣

選用2臺3L-10/8型空壓機（生產(chǎn)率10.0m3/min，壓力8kgf/cm2），V=3m3貯氣罐1只。空壓機一臺工作，一臺備用。

2.2 二江電站原設(shè)計方案

二江電站將機組制動用氣、工業(yè)用氣、水導密封用氣和推力軸承氣封用氣（僅哈電機組）合并為綜合低壓氣系統(tǒng)，共用空壓機。

選用3臺3L-10/8型空壓機（生產(chǎn)率10.0m3/min，壓力8kgf/cm2），空壓機兩臺工作，一臺備用。選用V=7m3制動貯氣罐3只，其中2只布置在空壓機房，另1只布置在11F機組段發(fā)電機層上游墻，起穩(wěn)壓的作用。選用V=3m3工業(yè)貯氣罐1只。

V-3/8-1空壓機屬于國內(nèi)早期水冷系列活塞式空氣壓縮機，該空氣壓縮機是兩級V型雙缸單作用活塞式壓縮機，屬于電動式水冷固定式空氣壓縮機。在額定條件下的氣體從空氣濾清器進入氣缸，壓縮到0.2MPa排入中間冷卻器，冷卻成二氣缸壓縮到0.8MPa輸入儲氣罐，流量為3m3/min。隨著使用時間曾增長，空氣壓縮機有曲軸連桿和活塞環(huán)被卡死現(xiàn)象，氣缸干磨現(xiàn)象增加，造成擊油針經(jīng)打斷，各級排氣壓力往往是不正常的。這些故障不僅大大降低了空氣壓縮機零部件的使用壽命，增加了備件消耗，提高了維修工人的勞動強度，也影響了空氣壓縮機的工作效率。

空壓機選型的條件包括經(jīng)濟性、可靠性與安全性?；钊娇諌簷C在市場中推廣較早，使用客戶較多。隨著技術(shù)跟新以及新型空壓機的出現(xiàn)，活塞式空壓機的缺點越來越突出。比如噪音大、維修不方便，給用戶帶來極大的不便。

3 活塞式壓縮機與螺桿式壓縮機的性能比較

（1）活塞式壓縮機效率低，對于長期連續(xù)運行來說經(jīng)濟性較差。易損件的磨損會造成氣體壓縮時泄漏，從而使壓縮機效率的降低；

（2）活塞式壓縮機部件中氣閥、活塞、活塞環(huán)、連桿瓦等都屬于易損件，不但會影響安全生產(chǎn)的穩(wěn)定性，還會增加維護管理的成本；

（3）活塞式壓縮機的往復(fù)式運動機構(gòu)決定了它具有不可消除的慣性力，因此運行時噪音高、振動大。螺桿空壓機為回轉(zhuǎn)式運動機構(gòu)，其振動小，平衡性很好，噪音低，無需安裝基礎(chǔ)；

（4）螺桿壓縮機有完善的自動控制與保護系統(tǒng)，而活塞式壓縮機基本沒有自動控制系統(tǒng)，不方便設(shè)備的維護管理，同時機器能耗也較高；

（5）活塞式壓縮機運行時氣流脈動大，是往復(fù)間斷性供氣，螺桿壓縮機轉(zhuǎn)速高，無氣流脈動，輸氣平穩(wěn)，能夠滿足對用氣品質(zhì)要求較高的用戶；

（6）螺桿空壓機占地面積小，是一種整體結(jié)構(gòu)高度集中化產(chǎn)品，沒有活塞式空壓機復(fù)雜的管路系統(tǒng)，可以美化公司的生產(chǎn)環(huán)境。

綜合以上所述，為了增加經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本，美化公司環(huán)境，提高公司形象，同時方便設(shè)備管理，用高可靠性高效率的螺桿壓縮機淘汰現(xiàn)有的活塞式壓縮機，建構(gòu)一個先進性、經(jīng)濟化的水電站廠房低壓氣系統(tǒng)，是葛洲壩電站安全運行的必然趨勢。

4 低壓機在葛洲壩電站的改造

從1999年到2003年，葛洲壩電站低壓空壓機相繼進行了更新?lián)Q代。

4.1 大江電站已進行的技術(shù)改造

大江電站機組制動用氣和工業(yè)用氣由分開設(shè)置改為集中設(shè)置，共用空壓機。大江電站的4臺低壓空壓機已全部更換為單螺桿式壓縮機，并增加了冷干機（空氣干燥用），更換后的設(shè)備主要參數(shù)見表1。

改造后的機組制動用氣的空壓機生產(chǎn)率比原設(shè)計有所提高，工業(yè)用氣空壓機生產(chǎn)率與原設(shè)備的技術(shù)參數(shù)基本一致，增加了冷干機后，空氣質(zhì)量更好。由于機組更新改造后的用氣量基本沒有變化，因此換代后的空壓機等設(shè)備，能夠滿足大江電站機組更新改造增容后低壓氣系統(tǒng)運行的要求。

4.2 二江電站已進行的技術(shù)改造

二江電站的3臺空壓機已全部更換為單螺桿式壓縮機，并增加了冷干機（空氣干燥用）。更換后的設(shè)備主要參數(shù)見表2。

二江電站空壓機換代后的主要技術(shù)參數(shù)與原設(shè)計基本一致，且機組更新改造增容后低壓氣的用氣量不會有大的變化，因此換代后的空壓機生產(chǎn)率是合適的。增加了冷干機后，空氣質(zhì)量更好。由于機組更新改造后的用氣量基本沒有變化，換代后的空壓機等設(shè)備，能夠滿足大江電站機組更新改造增容后低壓氣系統(tǒng)運行的要求。

葛洲壩電站用單螺桿壓縮機淘汰了技術(shù)落后的水冷系列活塞機組。單螺桿空壓機起源于20世紀60年代，螺桿空氣壓縮機自誕生之日起就受到工業(yè)界的廣泛重視，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、操作方便等。經(jīng)過多年的發(fā)展，螺桿空壓機在不高于2MPa的壓力范圍內(nèi)和出氣流量要求在1～60m3/min的條件下，得到了廣泛應(yīng)用。

單螺桿空壓機從名字上看只有一個螺桿，但實際上卻有三根旋轉(zhuǎn)軸：即由一個螺桿轉(zhuǎn)子和兩個與螺桿轉(zhuǎn)子垂直的行星齒輪組成。單螺桿空壓機作為螺桿空壓機的種，具有和雙螺桿空壓機相似的優(yōu)點，但由于存在運動部件較多、行星齒輪的材料有待進一步改善、螺桿型線有待進一步優(yōu)化等在工業(yè)上難以解決的難題，使得其一直沒有得到大規(guī)模的推廣，取而代之的是雙螺桿空壓機。

5 雙螺桿空壓機的發(fā)展

雙螺桿空壓機誕生于上個世紀30年代。它由一對相互嚙合、平行布置的轉(zhuǎn)子組成。工作時，一個轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動，一個轉(zhuǎn)子順時針轉(zhuǎn)動，在相互嚙合的過程中空氣被壓縮。雙螺桿壓縮機具有優(yōu)良的動力平衡性和極高的機械可靠性，操作和維修十分方便。經(jīng)過眾多的制造企業(yè)和科研機構(gòu)大量理論研究和生產(chǎn)實踐，雙螺桿壓縮機已不斷趨于成熟和完善，是目前市場中的主導產(chǎn)品。目前國內(nèi)外知名的壓縮機生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的螺桿空壓機均為雙螺桿空氣壓縮機，而在市場中銷售的螺桿空壓機中，99%以上均為雙螺桿空氣壓縮機。

雙螺桿空壓機與單螺桿空壓機相比具有以下優(yōu)點：

（1）動平衡性能好。螺桿壓縮機沒有不平衡慣性力，機器可實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)、平穩(wěn)地高速工作，特別是用在移動式壓縮機，體積小、重量輕、占地面積少；

（2）運轉(zhuǎn)可靠性高。螺桿壓縮機沒有易損件，零部件少，因而它壽命長，運轉(zhuǎn)可靠，大修周期可達4～8萬小時；

（3）適應(yīng)性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特性，在壓縮機結(jié)構(gòu)不作任何改變的情況下，容積流量幾乎不受排氣壓力高低的影響，在寬廣的范圍內(nèi)能保持較高的效率，適用于多種工質(zhì)；

（4）操作維護簡單。螺桿壓縮機內(nèi)部結(jié)構(gòu)自動化程度高，操作人員維護簡單，可達到無人值守的目的；

（5）多相物體混輸。螺桿壓縮機的轉(zhuǎn)子齒面間留有間隙，因而能耐液體沖擊，可壓縮輸送含液氣體、含粉塵、易聚合氣體等。

6 結(jié)束語

螺桿壓縮機廣泛應(yīng)用于礦山、建筑、化工、機械、動力、制冷、冶金等工業(yè)部門，逐步取代了其他種類的壓縮機。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在有容積式壓縮機銷售中螺桿壓縮機的銷售量占80%以上，在目前市場上正在使用的壓縮機有50%是螺桿壓縮機。因此為了降低人工以及企業(yè)運行成本，提高設(shè)備的安全運行能力，獲得更為穩(wěn)定的廠房低壓氣系統(tǒng)，采取雙螺桿空壓機取代使用年限不斷增加的單螺桿空壓機，是葛洲壩電站打造精品電站的必然之選。

參考文獻

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