李海生 鲁斌豪
河南核净洁净技术有限公司 河南郑州 450000
摘要：随着社会的进步和国民经济的发展，人们对各种工业产品的需求量越来越大，对工业生产效率提出了较之以往更高的要求。空气压缩机作为一种常用的生产设备，其运行效果会直接影响到生产质量与生产效率。本文主要分析了空气压缩机入口过滤器系统的改造设计方案。
关键词：空气压缩机 过滤器系统 改造设计
空气压缩机属于一种气源装置，可以将原动力（一般由电动机提供）的机械能转化成气体压力。然而，由于所处工作环境的不同，空气压缩机实际工作效率和使用寿命会受到较大影响。尤其是在空气杂质较多的环境之下，必须针对其过滤器系统进行升级改造，以提升整体运行效果。
1、入口过滤器对空气压缩机的影响
某工厂污水再生装置配备一台往复式空气压缩机CFA34，其转速是1480r/min，常压吸气，排气压力是7.6MPa。在压缩机的入口位置设有一个锥形过滤器，其过滤精度为80目。出于生产工艺问题，厂房内部环境粉尘量较大，经常会有大量粉尘直接进入到压缩机，影响设备使用效果与使用寿命。
往复式空气压缩机的入口位置配置的过滤器，其作用在于避免在开工初期各种固体颗粒杂质进入到压缩机系统当中，从而导致阀片、密封环等部件损坏过快。压缩机内部一般为封闭系统，倘若上一个环节产出大量粉尘，便会被直接导入压缩机系统，因此必须在压缩机前部设计过滤器，从而确保压缩机能长时间保持安全、稳定的运行状态。
空气压缩机的入口位置通常直接与空气接触，而空气中漂浮的粉尘颗粒经过长时间作用在汽缸内部聚集，导致密封环加速磨损。特别是对于润滑油机组来说，润滑油会与粉尘形成混合物，是一种类似于研磨剂的物质，会增大设备内部摩擦阻力。此外，润滑油和粉尘形成的混合物会聚集于管道及设备内部，大量积累会影响冷却器的运行效果，并产生大量积碳。而由于冷却效果的下降，机组发生闪爆故障的几率大幅上升，使设备整体运行过程遭受严重威胁。所以，针对往复式空气压缩机，如果内部存有润滑油，其过滤器不应该简单应用80目的粗过滤构件，必须要结合实际情况适当提升过滤器精度，以此控制机组运行过程所面临的危险性，延长设备使用寿命与检修周期。
2、过滤器系统结构设计
过滤器系统实际负荷会受到所处环境的直接影响，倘若简单就精度方面进行考量，具有片面性。如果设备所处环境当中灰尘杂质的颗粒相对较大，可以选择精度比较低的过滤器；而杂质颗粒较小则可选用精度更大的过滤器。针对过滤器应用性能进行评价的关键指标是环境当中杂质的种类。在实践中，如果应用精度过高的过滤器，会导致清洗频率大幅上升，反而会对设备运行不利。因此，应该依据设备所处环境各个季节的空气成分进行选择，一般为1200目。
出于对空气压缩机吸气脉动方面的考虑，应当适当增加过滤器的实际过滤面积，可以设置为原面积的2-3倍，防止吸入过程降压过大，同时避免过滤器外壳大幅振动。
针对空气过滤器依据先粗后精的方式加以配置，先利用粗滤网作过滤处理，随后经过精度更高的滤芯。虽然进入到设备内部的空气质量由第二级过滤器精度所决定，但是如果未配置前一个精度较低的过滤网，高精度滤芯会在短时间之内被杂质堵塞，这会导致滤芯更换次数的增加。因此，本文采取双过滤方式进行优化设计，在提高整体过滤效果的同时，可以大幅缩减设备维护成本投入。
3、滤料和滤芯选择
对过滤器采取底部吸入的方式，因此应该将底部高度提升，并在吸入侧和滤芯之间增设隔板，避免雨水直接进入到滤芯当中。过滤器需要进行垂直安装，同时留出一定高度距离，便于对滤芯进行维护和更换。在吸入侧位置设置防护网，将其作为粗过滤构件。在顶端位置设置净气室，确保在完成过滤之后空气不会遭受二次污染。本次设计应用大口径文氏管，使空气流速降低，控制阻力与噪音，促进过滤系统使用寿命的延长。其吹扫空气流速是11m/s。
当空气在过滤装置处流过时，因为会受到外力作用的影响，使空气当中的灰尘颗粒滞留于滤料与滤纸外侧，以此实现除尘的效果。过滤芯属于过滤器系统当中的核心构件，应该选择HV滤料。与平时所应用的滤纸材料不同，这里所应用的滤纸制作精良，由两种材料制成，设计为三层。其中，超细纤维玻璃用于提升滤纸稳定性，置于滤纸中间层，此种材料具有抗压、防水等诸多功能，可以在高温、高湿的厂房中正常发挥作用。另外一种材料为木浆纸，将其分别置于滤纸的外侧，对于提升滤纸整体过滤效果能够起到良好的促进作用。在此种滤纸制作过程中，其核心环节在于浸渍处理，能使材料过滤效果提升至90%以上，约为普通滤芯的2-3倍，整体性能良好。在相同的过滤面积之下，滤芯所拥有的通流面积将大幅提升，在最大程度上控制滤芯所导致的压降问题。HV滤料的主要优势在于精度高、通量大、阻力小以及截污能力强等，并且使用寿命更长，不会被所过滤杂物污染。
4、系统应用情况分析
在针对空气压缩机入口位置过滤器系统进行升级改造以后，经过一年时间的运行，实际使用效果良好，可以确保设备长时间处于健康运行状态。此外，对过滤芯的设计，使其实际使用寿命延长至18个月。可以依据使用工况的差异，对更换周期进行合理调整。依据目前的使用状况来说，滤芯寿命完全可以满足系统设计需求。对过滤系统进行改造以后，大幅提升空气过滤精度与质量，使密封件使用寿命延长，在为装置供给更加稳定风量的同时，缩减设备运行维护费用，促进生产成本的降低。
结束语：
总而言之，在特殊生产环境之下，针对空气压缩机入口过滤器系统的升级改造具有非常重要的现实意义，能在最大程度上避免空气中杂物对压缩机运行状态的影响，不仅能够提升整体运行效率，还能延长使用寿命，值得我们投入更多时间和精力对其进行深入研究。
参考文献：
[1]李云雷,刘勇.医用空气压缩机的原理、故障维修及改进[J].医疗装备,2020,33(01):128-129.
[2]张勇刚,张雪敏,高建鑫,等.空气压缩机运行效率下降原因分析与处理[J].大氮肥,2018,41(06):403-405+412.
[3]张建飞,崔丹阳.新型过滤器提高压缩机入口空气质量的调查与应用[J].辽宁化工,2016,45(04):485-487.