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压缩空气站设计规范(二十)

  • 发布时间:2008年02月04日
  • 作者:王选和 彭 恒 李红梅 徐辉 李德斌等
  • 来源:中华机械工业联合会
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【颁布单位】:中华人民共和国建设部

【发 文 号】:中华人民共和国建设部公告(第139号)

【颁布日期】:2003年4月15日

【实施日期】:2003年6月1日

【标  题】:压缩空气站设计规范

4 压缩空气站的组成和设备布置

4.0.1 本条是原规范第4.0.1条的修订条文。

压缩空气站内宜设置辅助间,这是因为:

1 不论站的规模大小,均宜有专门房间作存放工具、备品备件、值班、开会或打电话等用;

2 压缩空气站机器间的特点是一吵二热。据实测,目前,国内装有活塞空气压缩机的机器间噪声级为79.894.5dBA),根据我国《工业企业噪声控制设计规范》(GBJ 87)的规定,大多数都已超标。又据实测,用普通木质门、双层玻璃窗和砖墙作隔声的值班室,其噪声级可降至65.079.5dBA),能起到防止噪声危害的作用。另外,站内机组又是大量散发热量的设备,机器间夏季室温很高,大多在3845℃,维护操作人员巡回检查机组的运行工况后,也需要有一个停歇房间,以减少噪声和高温对人体健康的危害;

3 目前,我国多数压缩空气站均设有辅助间,没有辅助间的后来也专门设了隔声值班室,这说明辅助间是需要的。

鉴于确定辅助间的具体内容涉及因素较多,如站的规模、厂(矿)机修协作体制、备品、备件和油料来源等均直接影响到生产用辅助间的设置,值班室、休息室、更衣室以及厕所等的设置,又与厂(矿)的建设标准、生活区的布置和生活习惯等因素有关,且各行各业均有其各自的特点,因此,条文中只推荐设置,而不作具体规定。

空气压缩机的型式对压缩空气站辅助间的组成及面积亦有一定影响。螺杆空气压缩机易损件少,备品备件较少,机组自带控制设备,其站房辅助间可简单一些;离心空气压缩机站房除设置一般压缩空气站所需辅助间外,还可设置储存间、机修间、吸气消声室及生活间等,其组成要复杂一些、面积相应也要大一些。

另外,关于辅助间所需面积,经对90多个压缩空气站进行统计和分析,得出辅助间面积约占机器间面积的15 %20%为宜。但考虑各行各业及各地区要求的水平不一致,规范中也未作具体规定。

4.0.2 本条是原规范第4.0.2条的条文。

机器间的设备、辅助间以及与机器间毗连的其他建筑物的布置对于机器间通风和采光影响极大。

大型压缩空气站及离心空气压缩机站房,由于辅助间组成复杂,建筑面积大,往往出现机器间的主要迎风面布置有辅助间,这不利于机器间的通风,应尽量避免。将辅助间布置在机器间的一端,尤其是固定端则比较有利。

4.0.3 本条为新增条文。

离心空气压缩机吸气过滤器的布置主要有以下两种方式:

1 布置在附设于机器间的过滤室内;

2 独立布置在室外或布置在室内的单独房间内。

前者因妨碍机器间的通风采光,目前新设计的站房已较少采用。后者既不影响通风采光,又便于安装检修,目前已普遍采用,但在冬季严寒地区,对油浸式吸气过滤器,应采取防冻防寒措施。

4.0.4 本条是原规范第4.0.3条的修订条文。

储气罐具有燃爆可能性,不少厂、矿都曾发生过爆炸事故。储气罐布置在室外,主要是从安全角度考虑,其次也可减少站内的散热量并节约站房的建筑面积,储气罐若能布置在北面,可减少日晒,也可减少其爆炸的外因。

储存含油量不大于1mg/m3 的压缩空气的储气罐,虽不易产生积炭,燃爆可能性小,但仍有超压爆炸的可能,所以,正常情况下,仍应装在室外,布置有困难时才允许布置在室内。含油量不大于1mg/m3的标准,是根据国内除油装置性能及实际调查后确定的。

储气罐与墙之间净距的确定原则是不影响通风和采光,其下限净距1.0m 是基于储气罐与墙基础不应相互干扰且按安装、检修需要最小距离而确定的。

4.0.5 本条是原规范第4.0.4条的修订条文。

空气压缩机组的散热量很大,据实测,其发出的热量约等于电机安装容量的15%折合成的热量。降低机器间室温的积极办法是减少这些热量散发在站房内,如:将二级排气管加隔热层至后冷却器或将后冷却器布置在室外,均能起到一定的降温效果。

4.0.6 本条是原规范第4.0.5 条的修订条文。

修订后保留了条文内容,但将适用范围限定于活塞空气压缩机组及螺杆空气压缩机组。

布置机组及其他设备时,在其周围必须留有一定的通道,以便对设备进行日常的操作,并保证设备安装检修时零部件拆装及运输的需要。而通道的宽度以后者要求为最大,因此,各种通道净距的确定,就以不同机组拆装后的最大零件运输所要求的极限宽度为基础,并能满足拆装空气压缩机的活塞杆与十字头连接的螺母的特殊需要。

各机组最大横向尺寸的零件和极限宽度见表2,机器间内各种运输方式及其所需的最小通道宽度见表3。分析归纳表2和表3,确定了条文中表4.0.6中机器间的主要通道的净距。

2 各机组的最大横向尺寸的零件和“极限宽度”

机组型号

零件名称

横向尺寸(mm)

移动线上所需通道的

“极限宽度”(mm)

500mm余量后的通道宽度(mm)

7L-100/8

一级缸

1380×1380

1380

1880

L8-60/7

一级缸

1100×1100

1100

1600

5L-40/8

一级缸

1000×1000

1000

1500

4L-20/8

一级缸

800×720

720

1220

3L-10/8

一级缸

600×600

600

1100

3 机器间内的几种运输方式及其所需通道的最小宽度

运输方式

载重量(t)

通道最小宽度(mm)

备注

滚杠

不限

“极限宽度”

起重设备

起重设备吨位

“极限宽度”

2DT型挂车(平板车)

2

1250

2DB型蓄电池搬运车(电瓶车)

2

1250

电瓶平衡重式叉式装卸车(铲车)

1~2

1200

最小转弯半径

R=2300mm

内燃机平衡重式装卸车(铲车)

0.5~5

1100

最小转弯半径

R=1800mm

小于10m3/min的机组,据实测其零部件最大横向尺寸都不大于0.7m。因此考虑适当余量,将机组与墙之间的净距确定为0.8m。对机组之间和机组与辅助设备之间的通道,为了避免一台机组检修时影响邻近机组的工作,此净距适当加大为不小于1.Om,考虑运输工具的通过,机器间的主要通道净宽仍定为不大于1.5m

螺杆空气压缩机组的结构紧凑,主机和辅机集中在一个组装箱内。其布置方式可灵活随意,但最理想的方式仍为单排布置,其通道尺寸按活塞空气压缩机组要求虽略显宽裕,但仍在合理范围之内。

4.0.7 本条为新增条文。

关于离心空气压缩机组单层布置或双层布置问题,从调查的一些离心压缩机站房来看,两种布置方式都有,影响机组布置的主要因素在于机器的结构和安装现场的条件。就其结构而言,进气口下接,冷却分段级数多,冷却器独立布置者,宜双层布置;进气口侧接,冷却器与机组组合成一体者宜单层布置。安装现场条件对设备布置的影响主要是指扩建站房,一般原有机组为何种布置形式,扩建机组亦采用同样布置形式。扩建站房时,设备制造厂可根据业主提出的要求提供适合的机组或改进机组设计,以符合安装现场条件要求。新建站房则可根据设备自身的要求进行设备布置。

目前有的组装式离心空气压缩机组,其压缩机、电动机、冷却器、润滑油系统及吸气过滤器等均组合在一个底盘上,这种机组既可室内单层布置,也可露天布置。

由于离心空气压缩机组结构型式众多,安装现场条件各异,很难推荐出一种合理的布置形式,只能根据情况经技术经济比较后确定。

双层布置时,主要从以下几个方面考虑:

1 机器间运行层采用何种结构形式,对设备的运行和检修影响很大。从调查情况看,小型机组作双层布置时多数采用满铺运行层,其设备维护和检修都方便,因站房跨度不大,对底层采光影响亦不大。

一般动力用离心空气压缩机较少采用岛式布置形式。

目前还有一种小型机组,机旁附有钢制运行平台,应该说这种布置还是属于单层布置形式。

满铺运行层必将给设备安装、检修、起吊带来不便,故一般在机器间发展端留有吊物孔,其尺寸按最大起吊件包装箱的最大尺寸考虑,如站房只有一台压缩机,也可不留安装吊物孔,大型设备可从外墙孔吊入。

2 润滑油系统的布置是离心空气压缩机站设计的又一主要内容,润滑油系统的设计及设备供货均由主机制造厂提供,站房设计时主要考虑以下几个问题:

1) 润滑油供油装置主要包括油泵、油过滤器及油冷却器等,一般组装在一个底盘上,既可布置在两机组之间,也可布置在毗邻屋内,机组双层布置时润滑油供油装置一般布置在底层;

2) 有的机组主油泵由机组主轴带动,和机组布置在同一标高,此时,油箱与主油泵的高差应满足主油泵的吸油高度的要求。

3 装有多台离心空气压缩机组机器间的运行平台,应有贯穿整个机器间的纵向通道以便于各台机组之间相互联系,其宽度是比照小型火电厂汽机间要求确定的。

确定离心空气压缩机站的通道净距是一个比较复杂的问题,它不同于活塞空气压缩机及螺杆空气压缩机站房,能列表给出推荐值,而必须综合多种因素考虑。影响机器间通道净距的主要因素有:

1) 设备拆装距离。主要是指压缩机、电动机抽出转子、冷却器抽出芯子所需距离;

2) 起重设备的起吊范围。起吊范围外,不宜布置大型设备、大型阀门及需拆卸的管道附件;

3) 设备基础及建筑物基础之间所需的间距;

4) 小型离心空气压缩机组的检修工作多数在机器近旁进行,因此必须考虑检修时零部件拆装、堆放、修理等工作所需面积。

从调查情况看,多数离心空气压缩机站机组之间的净距都比较大,超出表4.0.6所列数据甚多。

4 为了保证离心空气压缩机站房工作人员的出入或紧急状况时便于人员迅速离开现场,对机器间的出入口及安全梯作出了规定,其主要依据是《建筑设计防火规范》(GBJ 16),压缩空气站的生产火灾危险性为丁、戊类。该规范规定,当每层建筑面积不超过400m2 ,且同一时间生产人员不超过30人时,可只设一个出入口,考虑到压缩空气站一般长度比较长,室内、外联系比较多,参照《锅炉房设计规范》(GB 50041 )及《小型火力发电厂设计规范》(GB 50049),规定其出入口不应少于两个。

4.0.8 本条为新增文。

高位油箱的作用是保证断电时机组能得到润滑油,以保证主机转子惯性转动时的安全,故有一定高度要求,一般箱底与机组中心线的高差不小于5m

4.0.9 本条是原规范第4.0.6条的修订条文。

对空气净化装置设置分两种情况作出了规定。

多数情况下,压缩空气干燥、净化装置设在压缩空气站内,一般为集中设置,为便于压缩空气站的发展,设计时宜将空气干燥、净化装置布置在压缩空气站靠辅助间的一端,并应注意不影响隔声值班室对空气压缩机及其辅助设备运行状况的观察。

当用户要求压缩空气压力露点低于-40℃或含尘粒径小于1μm 时,空气净化装置宜设在用户处,因为这种程度的净化压缩空气,在输送过程中易受到管道的污染,故干燥净化装置宜设在用户处,而其他空气干燥净化装置可设在压缩空气站内。

将压缩空气干燥净化装置按净化程度分别设置还可节约设备投资及运行费用,因为多数压缩空气用户只要求一般干燥净化即可,如将整个压缩空气系统按用户最高要求设置干燥净化设备必将造成浪费。

4.0.10 本条是原规范第4.0.7条的原条文。

经对活塞空气压缩机的检修面积进行调查,国产活塞空气压缩机(主要指L型机组)在站内的台位面积(即占地面积加上其运行所需的面积)、解体占地面积和检修占地面积见表4

4 L型机组的解体、检修和台位面积

面积名称

机型

备注

3L-10/8

4L-20/8

5L-40/8

L8-60/7

7L-100/8

机组解体占地面积(m2)

9.35

19.93

24.95

29.25

34.4

实测或从设备图计算出来的

机组检修占地面积(m2)

18.7

36

50

58.5

68.8

按解体面积两倍考虑

台位面积(m2)

36

36

45

60

70

根据《压缩空气站设计手册》实例所列站房尺寸

                     

从表4看出,机组检修占地面积与一台机组在站内的台位面积较接近,且在检修时邻近运行机组的通道仍可通行,故检修的场地留一台机组的台位面积已足够了。

螺杆空气压缩机所需检修的部件少于活塞空气压缩机,留一台机组的台位面积作检修场地亦足够。

离心空气压缩机组多数在机组旁检修,设备布置时应留有充分面积。

4.0.11 本条是原规范第4.0.8条的条文。

压缩空气站在什么情况下设置检修起重设备是一个标准问题。现根据调查情况剖析如下:

从表5中可以看出:由10m3/min机组所组成的站,3L-10/8型机组的机顶高度仅1.77m,一级缸气阀的位置不高,重量也较轻,人站在地面上可以安全地进行拆装,且空气压缩机的最大部件也较轻(315kg),因此,不设起重设备在检修时采取临时措施是可行的。至于36m3/min的机组就更容易解决。从表6的调查统计看,单机排气量等于或小于10m3 /min机组的站,设起重设备的甚少,仅占12%,在调查中也未反映有多少问题,据此,上述机组所组成的站可不设起重设备。

5 L 型机组检修起重统计数据

机型

数据名称

3L-10/8

4L-20/8

5L-40/8

L8-60/7

7L-100/8

机顶高度(m)

1.77

2.20

2.33

2.40

3.475

各级气阀个数()

8

8

8

12

12

一级气阀直径(mm)

162

200

300

260

240

立式气缸活塞起吊吊钩最低高度(m)

3.00

3.10

3.50

4.00

4.00

空气压缩机最大件重量(kg)

315

510

1000

1300

2300

电机最大部件重量(kg)

6801100

1620

1370

2000

2000

6 不同排气量机组组成的装设起重设备情况统计 (154个站)

最大单机派气量

(m3/min)

总站数()

有起重设备

无起重设备

站数()

所占比例(%

站数(个)

所占比例(%

3

0

0

0

0

0

6

2

0

0

2

100

10

8

1

12

7

88

20

52

22

42

30

58

40

52

35

67

17

33

60

7

6

86

1

14

100

33

30

91

3

9

单机排气量等于或大于20m3/min的空气压缩机组成的总安装容量等于或大于60m3/min的站,有以下特点:

1 机组外型较大、较高,最大部件也较重(见表5),检修时起重难度相对要大些,因此,更需要起重设备;

2 从调查统计看(见表7),总安装容量等于或大于60m3/min130个站中装有起重设备的为90个站,占总数的69%。装设3台以上单机排气量大于等于20m3/min机组的119个站中装有起重设备的就有86个站,占总数的72%(见表8)。

7 不同总安装容量的站装设起重设备情况统计(165个站)

站的总安装容量

(m3/min)

总站数()

有起重设备

无起重设备

站数()

所占比例(%

站数()

所占比例(%

40

17

1

6

16

94

4059

18

5

23

13

72

6079

17

8

47

9

53

80100

28

20

71

8

29

100

85

62

73

23

27

8 320m3 /min 以上及以下机组的站装设起重设备情况(共154 个站)

站内机组台数及

单机排气量

总站数()

有起重设备

无起重设备

站数()

所占比例(%

站数()

所占比例(%

320m3/min及以上机组

119

86

72

33

28

320m3/min以下机组

35

9

26

26

74

                                   

根据设备检修时起重难度大小,起重设备利用率高低,并结合过去已达到的设置水平,对单机排气量等于或大于20m3 /min的空压机,总安装容量等于或大于60m3 /min 的站推荐设置起重设备。

4.0.12 本条是原规范第4.0.9条的条文。

空气压缩机组的联轴器和皮带传动部分装设安全防护设施,是为了避免机组高速转动部分外露,防止事故。

4.0.13 本条是原规范第4.0.10条的条文。

有些空气压缩机的立式气缸(一级缸)位置较高,日常维护和清洗气阀不方便,需设置维修平台。各机组维修平台设置现状见表9

9 各机组维修平台设置现状

机组型号

一级缸盖离地面高度

维修平台设置现状

7L-100/8

3.39

一般都设置可拆卸平台

L8-60/7

2.40

除个别站设置移动式平台外,一般不设

5L-40/8

2.33

一般不设置平台

4L-20/8

2.20

一般不设置平台

3L-10/8

1.77

一般不设置平台

由表9可知,一级缸盖离地高度大于3m的机组一般都设置维修平台。

另外,为避免地沟内的电缆和管道等被水淹没及改善站中卫生条件,故要求地沟能排除积水。

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