馬軍衛(wèi)，孫永平，白 冰

（中國(guó)飛機(jī)強(qiáng)度研究所，陜西西安 710065）

0 引言

飛機(jī)氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室[1]是我國(guó)目前規(guī)模最大、模擬環(huán)境最多的大型綜合氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室，能在室內(nèi)模擬高溫、低溫、太陽輻射、淋雨、降雪、噴霧、結(jié)冰和吹風(fēng)等典型氣候環(huán)境，能對(duì)飛機(jī)、車輛等大型裝備進(jìn)行氣候環(huán)境適應(yīng)性驗(yàn)證和鑒定[2]。壓縮空氣為實(shí)驗(yàn)室設(shè)備用氣、試驗(yàn)用氣和功能用氣提供氣源，是試驗(yàn)的基礎(chǔ)。設(shè)備管理人員在實(shí)際工作中總結(jié)出符合試驗(yàn)需求的管理方法，不斷對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)管理進(jìn)行優(yōu)化，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，降低維護(hù)開支，提高供氣質(zhì)量，不斷改進(jìn)勞動(dòng)生產(chǎn)率和提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。

1 壓縮空氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

壓縮空氣是現(xiàn)代工業(yè)廣泛使用的四大動(dòng)力之一，是僅次于電力的第二大動(dòng)力能源，壓縮空氣動(dòng)力能量過程為：壓縮機(jī)消耗電能或機(jī)械能生產(chǎn)壓縮空氣，再由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)設(shè)備輸出動(dòng)能[3]。壓縮空氣系統(tǒng)通過對(duì)環(huán)境氣體進(jìn)行壓縮、冷卻、儲(chǔ)氣、過濾、干燥、傳輸?shù)冗^程，使其達(dá)到滿足實(shí)驗(yàn)室需求的空氣品質(zhì)，通過管道供給到使用點(diǎn)，主要控制指標(biāo)為壓力、流量、含塵量和露點(diǎn)等工藝參數(shù)。其中露點(diǎn)控制尤為重要，壓縮空氣含水量超標(biāo)直接影響到儀表和控制設(shè)施的靈敏度。飛機(jī)氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室壓縮空氣系統(tǒng)使用流程見圖1。

圖1 壓縮空氣系統(tǒng)流程

1.1 壓縮空氣系統(tǒng)啟動(dòng)模式

飛機(jī)氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室壓縮空氣系統(tǒng)分為3 種啟動(dòng)模式（圖2）。3 種模式啟動(dòng)流程相同，在日常工作中，模式1 的使用頻次最高。通常情況下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)總控下達(dá)試驗(yàn)開始時(shí)間的工作指令后，操作人員根據(jù)試驗(yàn)要求，確定不同的啟動(dòng)模式。

圖2 壓縮空氣啟動(dòng)模式

1.2 設(shè)備統(tǒng)計(jì)

壓縮空氣系統(tǒng)[4]的核心設(shè)備為2 臺(tái)水冷螺桿式空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱空壓機(jī)）和2 臺(tái)外加熱鼓風(fēng)再生吸附式干燥機(jī)（簡(jiǎn)稱干燥機(jī)），1#空壓機(jī)和1#干燥機(jī)組合為啟動(dòng)模式1；2#空壓機(jī)和2#干燥機(jī)組合為啟動(dòng)模式2；模式1 和模式2 同時(shí)工作為啟動(dòng)模式3，主要設(shè)備統(tǒng)計(jì)見表1。

表1 壓縮空氣系統(tǒng)動(dòng)力設(shè)備統(tǒng)計(jì)

1.3 壓縮空氣系統(tǒng)啟動(dòng)流程

壓縮空氣系統(tǒng)模式啟動(dòng)相似，壓縮空氣系統(tǒng)模式1 啟動(dòng)流程（圖3）。壓縮空氣系統(tǒng)模式1 中，從供電開始，按流程分別啟動(dòng)冷卻塔→通風(fēng)系統(tǒng)→循環(huán)水泵→空壓機(jī)→干燥機(jī)。最后達(dá)到目標(biāo)露點(diǎn)（最低可達(dá)-40 ℃）和供氣壓力（最高可達(dá)1.0 MPa）后，開啟送氣總閥。

圖3 壓縮空氣啟動(dòng)流程

壓縮空氣系統(tǒng)處理后的空氣質(zhì)量[5]滿足GB/T 13277.1—2016 規(guī)定的等級(jí)二級(jí)指標(biāo)（表2）。

表2 壓縮空氣污染物等級(jí)

2 壓縮空氣系統(tǒng)日常管理

按照GB 150—2011《鋼制壓力容器》、TSG 21—2016《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》、國(guó)務(wù)院頒布的《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》等有關(guān)規(guī)定開展壓縮空氣系統(tǒng)管理工作[6]。從壓力、容積、介質(zhì)3 個(gè)方面分析，飛機(jī)氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室壓縮空氣系統(tǒng)最高工作壓力的范圍為1.0～1.6 MPa，其中儲(chǔ)氣罐、干燥過濾器、干燥塔、空壓機(jī)內(nèi)部的油冷卻器和壓縮空氣冷卻器都屬于壓力容器；按照壓力劃分為低壓容器（代號(hào)L）；使用的介質(zhì)為空氣，危險(xiǎn)程度劃分為Ⅱ類；壓縮空氣系統(tǒng)放置的位置是動(dòng)力站，是二級(jí)危險(xiǎn)點(diǎn)，實(shí)行三級(jí)負(fù)責(zé)制。管理人員針對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行、操作、維護(hù)、保養(yǎng)進(jìn)行管理。

2.1 作業(yè)文件

編寫《壓縮空氣系統(tǒng)操作及維護(hù)規(guī)程》《機(jī)動(dòng)設(shè)備保養(yǎng)管理規(guī)程》《×××環(huán)保、安全檢查管理規(guī)定》《×××動(dòng)力站安全操作規(guī)程》《×××動(dòng)力站突發(fā)事故及救援預(yù)案》等，編制人員根據(jù)廠家技術(shù)文件結(jié)合日常管理不斷完善作業(yè)文件內(nèi)容，以作業(yè)文件為指導(dǎo)開展壓縮空氣設(shè)備管理工作。其中《壓縮空氣系統(tǒng)操作及維護(hù)規(guī)程》是主要質(zhì)量管理文件，其中對(duì)空壓機(jī)和干燥機(jī)的作業(yè)內(nèi)容有詳細(xì)的要求，作業(yè)文件現(xiàn)場(chǎng)存放以備操作人員學(xué)習(xí)和參考。

2.2 上墻制度

為了保證操作人員能直觀的獲取運(yùn)行管理的有關(guān)規(guī)定，預(yù)防日常管理工作中安全問題的出現(xiàn)及時(shí)排除運(yùn)維過程中出現(xiàn)的疑問，將壓縮空氣系統(tǒng)有關(guān)資料整理提煉上墻。上墻的資料主要有動(dòng)力站安全操作管理規(guī)定、壓縮空氣系統(tǒng)操作規(guī)程、空壓工崗位職責(zé)、壓縮空氣系統(tǒng)管理卡、壓縮空氣系統(tǒng)原理圖等。

2.3 巡檢制度

壓縮空氣系統(tǒng)按照運(yùn)行使用分為試驗(yàn)開機(jī)期間和非試驗(yàn)停機(jī)期間。在兩個(gè)期間對(duì)壓縮系統(tǒng)的巡檢方式不同。

2.3.1 非試驗(yàn)停機(jī)期間

在非試驗(yàn)停機(jī)階段按照時(shí)段進(jìn)行日檢、周檢、月檢、季檢、年檢。檢查主要內(nèi)容包括：電加熱器、再生用氣壓力或流量、干燥器PLC 控制器和切換閥、閥門內(nèi)部閥瓣與閥體的密封間隙、干燥器前后置過濾器等。

2.3.2 試驗(yàn)開機(jī)期間

試驗(yàn)期間對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行全時(shí)段24 h 的監(jiān)視巡檢，由于壓縮空氣系統(tǒng)無人值守，故要求巡視人員2 h 巡視一次，主要巡檢內(nèi)容如下：

（1）查看運(yùn)行參數(shù)并記錄主要運(yùn)行參數(shù)。

（2）觀察干燥機(jī)氣動(dòng)閥的狀態(tài)，填寫判斷結(jié)論。

（3）觀察儲(chǔ)氣罐自動(dòng)排污閥的執(zhí)行，填寫觀察結(jié)論。

飛機(jī)氣候環(huán)境實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)監(jiān)控軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)24 h 的監(jiān)視。通過設(shè)備上的傳感器實(shí)時(shí)顯示壓縮空氣系統(tǒng)的運(yùn)行情況，包括正在運(yùn)行的空壓機(jī)的數(shù)量、空壓機(jī)輸出壓縮空氣的供氣壓力和供氣流量（圖4）。

圖4 壓縮空氣系統(tǒng)狀態(tài)參數(shù)

3 壓縮空氣系統(tǒng)的操作

操作按照作業(yè)文件《壓縮空氣系統(tǒng)操作及維護(hù)規(guī)程》的規(guī)定進(jìn)行，以下6 點(diǎn)是關(guān)鍵內(nèi)容：

（1）根據(jù)需求做好空壓機(jī)產(chǎn)能與干燥器處理負(fù)荷平衡，避免出現(xiàn)干燥器超量處理濕空氣的情況。

（2）壓縮空氣系統(tǒng)的壓力上限是1.0 MPa，故空壓機(jī)的上限值設(shè)定不高于1.0 MPa。

（3）由于干燥機(jī)使用的也是氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，需要的動(dòng)力大于0.4 MPa，故空壓機(jī)的輸氣壓力達(dá)到0.45 MPa 時(shí)在開啟干燥機(jī)。

（4）干燥塔之間的手動(dòng)平衡閥要按照實(shí)際使用調(diào)節(jié)開度。

（5）停機(jī)階段要排空管道和儲(chǔ)氣管內(nèi)的凝結(jié)水。

（6）停機(jī)時(shí)需排掉干燥塔的存氣并將干燥器前后端的進(jìn)、出氣閥門關(guān)閉。

4 壓縮空氣系統(tǒng)的維護(hù)

壓縮空氣中使用的主要設(shè)備是空壓機(jī)和干燥機(jī)，定期對(duì)其進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)能夠充分發(fā)揮機(jī)器的最佳性能，每次做好維護(hù)記錄以備查閱。

4.1 空壓機(jī)的維保

空壓機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）空壓機(jī)的維護(hù)部件是空壓機(jī)、空氣過濾器、油過濾器、油分離器、冷卻油。

（2）冷卻油使用同一規(guī)格的產(chǎn)品。

4.2 干燥機(jī)的維保

干燥機(jī)的維保內(nèi)容主要是防止吸附劑的被污染，干燥機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)應(yīng)注意以下內(nèi)容：

（1）吸附劑裝運(yùn)在密封容器里，使用前不要打開蓋子，避免吸附劑受潮，如果吸附劑暴露在空氣中，使用前可在400 ℉（即204 ℃）的烘爐中加熱4 h。

（2）如果吸附干燥機(jī)中填充的不是干的吸附劑，為了使吸附劑干燥，將吸附干燥機(jī)的進(jìn)口流量減到最大進(jìn)口流量的50%，如此運(yùn)行48 h。

（3）干燥機(jī)再生時(shí)，再生吸附塔內(nèi)的壓力不得超過0.1 MPa，若超過此值，在確認(rèn)閥門無故障的情況下，可以認(rèn)為消聲器堵塞，此時(shí)應(yīng)拆下消聲器將堵塞物清除掉，嚴(yán)重堵塞且清除不掉的則需更換消聲器。

（4）保證干燥機(jī)按規(guī)定使用及時(shí)更換到使用期限的吸附劑。

5 結(jié)語

在實(shí)際使用過程中，為實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)備全壽命周期管理[7]，在工作中總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)：

（1）應(yīng)當(dāng)對(duì)操作員工進(jìn)行反復(fù)培訓(xùn)，重視保養(yǎng)和日常檢查工作。

（2）壓縮空氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)或設(shè)備選型都是按照最大負(fù)荷條件進(jìn)行并留有余量，認(rèn)為指標(biāo)越高越好是片面的，高指標(biāo)代表著高成本，只要符合用氣要求即可。

（3）使用前必須仔細(xì)閱讀生產(chǎn)廠家制定的質(zhì)量手冊(cè)等文件并遵照?qǐng)?zhí)行，這樣才能保證壓縮空氣系統(tǒng)的科學(xué)使用。

（4）避免出現(xiàn)管路污染，停機(jī)階段要確保管路系統(tǒng)同大氣的隔離。

（5）根據(jù)壓縮空氣使用量，使用不同的管路和后處理設(shè)備配置。