摘 要：文章介紹了葛洲壩電站自投運以來空壓機的裝設和使用情況，結合近年來螺桿空氣壓縮機技術的發(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，能夠為相關工作提供參考。

關鍵詞：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節(jié)水庫。葛洲壩電站分為二江電站和大江電站，共裝設有軸流轉槳式水輪發(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。葛洲壩電站廠房內設置大江空壓機室和二江空壓機室，室內設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置

2.1 大江電站原設計方案

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式運動機構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。螺桿空壓機為回轉式運動機構，其振動小，平衡性很好，噪音低，無需安裝基礎；

（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，是往復間斷性供氣，螺桿壓縮機轉速高，無氣流脈動，輸氣平穩(wěn)，能夠滿足對用氣品質要求較高的用戶；

（6）螺桿空壓機占地面積小，是一種整體結構高度集中化產(chǎn)品，沒有活塞式空壓機復雜的管路系統(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改造

大江電站機組制動用氣和工業(yè)用氣由分開設置改為集中設置，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)率比原設計有所提高，工業(yè)用氣空壓機生產(chǎn)率與原設備的技術參數(shù)基本一致，增加了冷干機后，空氣質量更好。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）。更換后的設備主要參數(shù)見表2。

二江電站空壓機換代后的主要技術參數(shù)與原設計基本一致，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，其結構簡單、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的壓力范圍內和出氣流量要求在1～60m3/min的條件下，得到了廣泛應用。

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軸：即由一個螺桿轉子和兩個與螺桿轉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、平行布置的轉子組成。工作時，一個轉子逆時針轉動，一個轉子順時針轉動，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)無基礎運轉、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，運轉可靠，大修周期可達4～8萬小時；

（3）適應性強。螺桿壓縮機具有強制輸氣的特性，在壓縮機結構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，在寬廣的范圍內能保持較高的效率，適用于多種工質；

（4）操作維護簡單。螺桿壓縮機內部結構自動化程度高，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 結束語

螺桿壓縮機廣泛應用于礦山、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

[1]張興順.螺桿空壓機國產(chǎn)化與本土化發(fā)展[J].通用機械，2011（12）.

[2]李曉英.兩種螺桿空壓機的應用實踐[J].上海紡織科技，2009（9）.