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空分项目建设中透平压缩机组制造进度控制措施探析

摘要：透平压缩机是空分项目中的核心设备，其制造和安装的进度、质量、成本对空分项目影响较大。本文从空分项目发展现状和透平式压缩机工作原理入手，分析透平式压缩机制造及安装进度控制策略。围绕技术措施、管理措施、经济措施三个方面展开。

关键词：透平式压缩机；进度控制；措施；

1.空分项目及透平式压缩机组工作原理

图1 透平式压缩机基本构造
空分，即空气分离，根据空气中氧气、氮气的沸点不同，通过升压、冷却、液化等工序，得到纯净的氧气、氮气产品。氧气和氮气是国防工业、民用工业中重要的原料，在石油化工、钢铁冶炼、电子工业等方面发挥重要的作用。目前，空分设备以大容量、多工况、高纯度、高提取率为发展趋势。我国空分项目始于1953年哈尔滨机械厂仿制的两台30立方米/小时制氧机。改革开放后，我国从德国、法国等发达国家引进大量空分设备，2008年我国空分设备已产量已突破53000立方米/小时。
透平压缩机是空分项目中的核心设备，其制造和安装的进度、质量、成本对空分项目影响较大。透平压缩机的工作原理是驱动中心转轴，通过转轴带动叶轮高速旋转，从而推动叶轮对空气做功，使压缩机内的空间具有动能，提高气体的压力。透平压缩机由主机和辅机组成。主机是透平压缩机工作和核心部分，分为压缩机、电机、耐高温核心筒。压缩机和电机安装在耐高温核心筒内，中间用轴承相连。电机转速在2970转/分，压缩机内的叶轮在电机驱动下高速转动，叶轮的数量和位置决定了空气动能的增加幅度，一般根据工况要求设置叶轮。辅机包括保护气系统、润滑剂系统、电气控制系统等，其核心工作是保持压缩机中轴转速处于可控范围，通常采用滴油润滑，保护气系统可对电机进行绝缘或冷却。
透平式压缩机制造进度控制涉及三方面的因素，二是管理措施，即通过

2.透平式压缩机组制造进度控制的技术措施
技术措施，即通过技术革新和优化缩短透平压缩机的制造即安装时间，减少技术性返工。这里主要论述透平式压缩机制造中的关键技术环节。
2.1 平衡盘制造及安装技术关键

图2 平衡盘工作原理
平衡盘的作用是平衡由叶轮旋转或进出口压力差所产生的轴线力。如果平衡盘不能平衡透平式压缩机的轴向力，则会造成机械损伤或停滞。平衡盘由内、外两个盘组成。内盘，装配在主轴承上，铝合金材质，随轴承旋转并发生轴向运动，所以内盘又称“浮动盘”。外盘为锻钢材质，分为平衡外套I、外套II，两个外套通过螺栓固在平衡隔板上，内外平衡盘之间设有密封齿轮。透平压缩机工况改变时，密封齿轮间隙S1和S2产生变动，使内腔压力P3改变，从而控制转子的轴向位移。
根据平衡盘的工作原理，平衡盘制造要保障密封齿的齿形相同，间距相等，平衡盘密封齿外径和外套密封齿的间隙控制在许可范围内。同时，各层齿套的同轴度不应具有较大差异。在安装过程中，平衡盘密封齿和外套（）的间隙应相同，并控制在0.1毫米以内。安装中，先用游标卡尺测量相关零件尺寸，确保平衡盘大齿封低于平衡盘外套2齿封0.1毫米，平衡盘小齿封高于平衡盘外套1齿封0.1毫米。
2.2 止推盘制造及安装要点
止推盘通常在透平式压缩机启动或改变工况时发生作用，一般情况下，初次安装时止推盘位于止推瓦的中间位置，并与叶轮和隔板保持适当距离，从而保障透平压缩机工况改变时，能够适当平衡轴向力。
2.3 径向轴承的选择
目前，市场上常用的电动机和压缩机径向轴承牌号为4E32317H或4E32314H，精度等级为E。透平压缩机中轴承座常以多个隔板联接，确保不同轴承座的同心度是确保压缩机正常工作的技术关键。因此，需要选择轴承间隙较大的电机和压缩机。通常，电机轴承间隙为C3、C4，直径约0.13毫米；压缩机轴承间隙为0.10毫米。
2.4 电机转子平衡
压缩机电机转子平衡是保障透平式压缩机长期有效工作的技术关键。在转子组装前，每个叶轮要做大于等于G2.5的静态平衡转子实验，单侧磨损深度应小于0.5毫米。在完成组装后，还要以G2.5级做动态平衡转子试验。此外，通常在电机转子两端设置“U”型槽，槽内设置平衡板，使电机旋转过程中达到动态平衡。
2.5 联轴节安装技术要点
在透平式压缩机中，联轴节是衔接电机和转子的关键部位，联轴节能否顺利安装及安装效果如何，将影响压缩机制造进度。联轴节周边设有连接螺栓8个，分4对两两分布，螺栓中应放入夹铁环，其厚度根据电动机磁场中心实际距离确定，并保留0.3毫米的间隙。
以上是透平式压缩机制造及安装过程中的技术要点，掌握这些技术要点能够提高压缩机效率，避免因技术不成熟造成的返工和窝工情况，保障压缩机制造进度。

3.透平式压缩机组制造进度控制的管理措施
管理措施是通过科学的组织人力、物力、财力，实现资源的综合配给，以增强空分项目中透平压缩机制造及安装进度。管理措施的关键是“统筹安排、未雨绸缪”，综合考虑功能需求、合作信誉、技术水平、资金保障、管理能力等方面，编制项目进度计划。项目进度计划的编制要注意三个问题：
3.1 先紧后松
“先紧后松”。空分项目透平压缩机从立项到投产，要经历材料及核心部件采购、安装、调试、试运行等环节，周期长、工作量大，返工和窝工现象较为普遍。因此，在编制进度计划时，要为各工艺环节留足余量，充分考虑因技术不成熟、资金不到位、新工艺引进、业主要求增加、关键设备故障等，造成的各环节工作时间延长，从而突破原设定的总工期。
3.2 关键工序优先
“关键工序优先”。关键工序包括两个层面，一是透平压缩机制造及安装的核心工序，如压缩机平衡转子、电机等设备；二是压缩机制造及安装中的前置工序，如果前置工序质量不到位，可能引起返工现象或影响后置工艺环节的进度。对关键工序要提前谋划，作为工作做点来抓，优先保障资金，投入有经验、负责任的管理人员。
3.3 PDCA管理模式

图3 PDCA的循环模式
“PDCA管理模式”。PDCA是较成熟的项目管理措施，由“计划和建立、实施和行动、检查和评价、优化和改进”四部分组成。在执行某任务时，首先要制定周末的计划，将预期目标逐层分解；其次，要狠抓落实，增强执行力，按照计划稳步实施各项步骤；第三，要做好执行中的跟踪检查；最后要及时总结工作经验和不足，并对计划进行适当调整。从而形成对透平式压缩机制造及安装进度的循环管理。
PDCA循环控制模式具有以下特点。首先，周而复始。PDCA循环模式并非运行一次就结束，而是螺旋式的循环上升。因为，每次检查后都会产生新的问题，这些问题将带入下一轮循环中解决。因此，该透平式压缩机进度控制是一个PDCA接着一个PDCA开展的。

其次，大环带小环。PDCA循环模式，采用大循环中设中循环，中循环中设小循环，形成能够环环相扣、互为因果的复杂循环体系。每个单项循环均有计划、执行、检查和总结四部分组成。
透平式压缩机的制造及安装工艺是较为复杂的，宏观上看，由主机、转轴、外筒、叶轮、平衡盘等组成，每个部件又由多个零部件组成，如平衡盘由平衡隔板、平衡盘外套、垫圈等组成。因此，进度控制是层级系统，从压缩机的整体到核心机械，再到核心机械的组成部件。

图4 PDCA模式的大环套小环

4.透平式压缩机组制造进度控制的经济措施
空分项目投资周期长，投资总额大，透平式压缩机是空分项目的关键技术和核心环节。通过合理设置投资预算、保障资金支付计划、明确经济奖惩措施等方法，调动设计、制造、安装、管理各方面的积极性，保障项目建设进度，即为进度控制的经济措施。
合理设立投资预算。透平压缩机种类繁多，不同性能、规格的压缩机，其投资成本差异也较大。根据空分项目的实际需求和投资预算，选择合适的透平式压缩机，既可以避免投资浪费，又能够增强投资额使用效率。
确保资金支付计划。透平压缩机制造及安装过程中，各工种和环节都是安建设节点获得报酬的。因此，业主要及时支付相关单位的劳动报酬和设备购置金，以保障透平式压缩机制造及安装进度。
明确经济奖惩措施。设立合理的奖惩措施既能够调动各参建单位的积极性，又能够保障按照进度节点推进。通常在合同中明确，制造或安装单位如果提前完成计划，可以获得合同总金额的0.5%-1.0%的奖励，如果拖延合同约定的交付时间则需要承担按天支付相应的逾期履约金。
5.小结
透平压缩机制造及安装是空分项目的核心技术，其制造进度将对整个空分项目产生较大影响。加强透平式压缩机进度控制的策略主要是技术措施、管理措施、经济措施。技术措施包括平衡盘和止推盘制造及安装、径向轴承的选择、电机转子平衡；管理措施包括先紧后松、关键工序优先、PDCA管理模式；经济措施包括合理设置投资预算、保障资金支付计划、明确经济奖惩措施

参考文献
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