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压缩机发展史2017.05
2017-5-5
来源:来自压缩机刊物
点击数: 2573          作者:未知
  • 国产往复活塞式压缩机发展史

    2017.5

    一、前言与导读

       效法近十年来,以上海东方卫视为发端的,国内若干主流电视台的《纪实频道》、《记录频道》,还原历史事件本来面目的实事求是精神,本文涉猎:我国压缩机制造业的往复活塞式压缩机产品中的主导品种,而时间区间则为自一九四九年中华人民共和国成立发展到文革前夕的阶段性成果概貌。 既然是概貌,当然就不是全貌。本文之“概貌”,系以技术参数表这种形式作为主体骨架,客观而力求准确翔实。 表的性能参数部分,列出了压缩介质、容积流量、进气压力、排气压力、轴功率等主项。表的结构参数部分,则列有压缩机转速、活塞行程、各级气缸直径,以及曲轴、连杆、十字头等传动部件的核心几何尺寸。 

      各级气缸直径值,保证了压缩机公称容积流量值,以及各级压力分配合理、各级排气温度适当。经受了多年严酷运行条件考验的往复活塞式压缩机,其传动部件的核心几何尺寸值,的确是弥足珍贵的往复活塞式压缩机可靠性判别数据库。曲轴的强度、刚性,连杆及连杆螺栓的强度,十字头销、十字头体及其滑履的强度和工作面比压值,活塞杆的强度与压杆稳定性,皆可凭借此丰盈的数据库予以客观、科学地评估。 

      实施类比评估的前提,则是转速、行程、列的综合活塞力、轴功率皆相近,结构型式和列的分布相同,传动件材质相当。对往复活塞式压缩机的新投运机型,或新设计机型的运行可靠性评估,都具有无以言表的必要性。 

      参考数据库值,运用类比法初定往复活塞式压缩机传动件关键尺寸数据,具有快捷、可靠的优势。毕竟这些宝贵数据,扎根于久经考验的运行实机,其中自然不乏具有里程碑意义的国产经典名机。 

      毋庸讳言,往复活塞式压缩机设计技术进展之迅猛,早已令世人刮目相看!伴随着压缩机转速有所增高、活塞行程有所缩短,这种确定无疑的压缩机结构参数进展趋向,传动件关键尺寸数据库的功能仍不容小觑!只是以经典力学原理为基础、且脱离不了诸多人为假定条件的,近代压缩机设计计算更显得必要和紧要罢了。

     二、国内自行设计往复活塞式压缩机概貌

       1.时间区间是:自一九四九年中国人民共和国成立至文革前夕,不言而喻,这是阶段性成果。 

      2.国内自行设计试制产品的基本参数及主要零部件的主要尺寸,汇总于表1。汇总工作是在文革初期的一九六七年二月,由原******机械工业部通用机械研究所(北京)完成。

       3.表1中的制造厂名说明 

      a.“南通”,南京通用机械厂(长江路),后名南京压缩机厂(迁至中华门外小行),现名南京压缩机股份有限公司(迁至江宁)。 

      b.“沈气”,沈阳气体压缩机厂(铁西区云峰街),一机部直属的******的压缩机专业制造厂,原名国营沈阳空气压缩机厂(非地方国营沈阳市空气压缩机厂),后名沈阳气体压缩机股份有限公司,现为沈阳鼓风机集团股份有限公司沈阳透平机械股份有限公司往复机事业部。

     

      c.“杭氧”,杭州制氧机厂(由西子湖畔迁至艮山门外),我国南方最重要的压缩机发祥地,现为杭州制氧机集团杭氧压缩机有限公司(迁临安)。 

      d.“北一通”,北京******通用机械厂(西四帅府胡同),后迁至昌平沙河老牛湾,后名北京京城环保产业发展有限责任公司(制造基地迁至延庆),现名北京京城压缩机有限公司(制造基地迁至昌平)。 

      e.“无通”,无锡通用机械厂(南门外南下塘街),后名无锡压缩机厂,现名无锡压缩机股份有限公司(迁新区)。 

      f.“上三压”,上海第三压缩机厂(曹家渡长宁路),原名上海铸明铁工厂,后迁浦东源深路,更名为上海空调机厂。 

      g.“上压”,上海压缩机厂(中山北路),原名上海精业机器厂,后名上海压缩机股份有限公司。“上石化机”,上海石油化工机械厂(光复西路),原名上海大隆机器厂,载入史册的我国民族工业中最重要的机器、冶金工厂之一,文革后恢复原名。近年,上压、大隆合并称为上海大隆机器厂有限公司(宝山长江西路),隶属上海电气集团有限公司。 

      h.“蚌空”,蚌埠空气压缩机厂,一九五二年名淮北铁工厂,文革中派生蚌埠第二空压机厂,后合并名蚌埠压缩机总厂、蚌埠压缩机厂。曾归河北廊坊新奥集团,现归深圳中集集团公司,名安瑞科(蚌埠)压缩机有限公司(迁新区)。 

      i.“上一压”,上海******压缩机厂(江浦路),原名上海大新阀片厂,文革后与上海第二压缩机厂(霍山路,原华泰机器厂)合并为上海东方压缩机厂。近年资本重组后为上海东方压缩机制造有限公司(宝山顾村)。 

      j.“东风”,重庆东风压缩机厂,原名华中机器厂,隶属中纺总公司,文革前由一机部一局确定为三线压缩机厂,由沈气包建于沙坪坝区上桥,现名重庆气体压缩机厂有限责任公司(春柳路)。 

      k.“大连冷”,大连冷冻机厂(春柳村),原大连化工机械厂,现大连冰山集团。

       e.“赣通”,赣南通用机械厂(赣州市 河南),后名江西气体压缩机厂,现名江西气体压缩机有限公司(同时在新区建制造基地)。 

      m.“山东生建”,山东昌潍生建机械厂,曾名解放军山东生产建设兵团二师六团,现名山东潍坊生建集团压缩机厂。 

      n.“太重”,太原重型机器厂,解放初原苏联援建的156项之一,一机部三局直属厂。

     


      4.表1中的经典品种概说 

      a.序号1  3L-10/8及序号4  4L-20/8二型号空压机 

      3L-10/8是我国自行设计的往复活塞式压缩机第二个品种,是在4L-20/8试制成功后,旋即实施设计的。自行设计的******个品种4L-20/8,是针对仿苏产品1-20/8的严重缺陷,和排气量20m3/min的动力用空压机需求量当时可谓******,这两方面情况综合考虑后,而断然实施设计与试制的。 

      1-20/8型号中的“1”,是当时空气介质的代号码;“20”是排气量的m3/min数,“8”是排气压力kgf /cm2的表压力值,均沿用原苏制压缩机型号表达的习惯。 

      1-20/8,转速730r/min,活塞行程160mm,活塞平均速度高达3.893m/s,无十字头,油泵压力-飞溅润滑,W型,双曲拐,4只Ⅰ级筒形活塞分布于左右两侧,2只Ⅱ级筒形活塞居中。各级皆配湿式气缸套。气缸及中间冷却器皆为水冷却。 

      毫无疑问,1-20/8结构简单、制造工艺性上佳、制造成本较低。然而其缺陷却是致命的——单位气量电耗很高、润滑油消耗量很大,与其直联的电动机功率高达160kW,运行现场工人师傅称其为“电老虎”、“油老虎”。 

      选定了突破口之后,设计前的技术准备至关紧要。作为我国******代压缩机技术权威的陈克明先生,早年毕业于在南京的中央大学机械系,二十世纪五十年代初自上海汽轮机厂奉调入国营沈阳空气压缩机厂任副总工程师(吉合群厂长兼任总工程师)。陈总申请购置瑞典阿特拉斯·科普柯公司AR4E(排气量24m3/min、排气压力7kgf/cm2)及英国艾雷压缩机公司两列立式,共两型空压机,作为样机剖析。陈总计划获批准并实施了引进。 

      陈总三级工程师主持,并以原沈空黄允方工程师等技术团队为主力,在北京原一机部通用所进行4L-20/8设计。已由原沈空副总工艺师任上奉部调令入通用所任副主任的黄隆厚六级工程师,是设计审核的把关者之一。西安交通大学动力机械制造系压缩机教研室杨绍侃老师是设计者之一。 

      原一机部黄敬部长曾言曰:办好一个研究所比办十个工厂更重要。一机部设置的******个研究所是科技情报研究所,成立于一九五五年。通用所成立于一九五六年,除了从一机部一局抽调骨干担任行政及技术领导外,自东北老工业基地多地多厂选调工程师、多工种技师与高级工匠来京。原沈阳水泵厂、沈空,大连及安东(今丹东)多厂皆为人材输入源。早年交通大学机械系毕业的王齐光先生任技术副所长(通用所的石油机械室外迁后,王任原一机部兰州石油机械研究所所长)。 

      4L-20/8设计图样完成后,该机的所有零件皆在通用所试验工厂(太平街的先农坛后身)完工。从木模、铸造、锻造、机加工、钣金、焊接、热处理,总装调试及在压缩机实验室的全性能试验,一条龙毕其役于南纬路大院。 

      样机技术鉴定是高层次的,并获顺利通过。交大动力系程迺晋教授是鉴定会专家之一。实测(按美国机械工程师协会ASME PTC标准)表明,4L-20/8的比功率指标(单位气量电耗)已处于当时的世界先进水准,排气压力7kgf/cm2时,为4.8kW/(m3·min-1)。毋需讳言,由多方面条件限制,当时的阀片、气阀弹簧这些易损件寿命,和国际先进水准有着不小差距。

     

      b.序号75L-40/8、序号14 6L-60/8及序号19 7L-100 /8三型号空压机

       该三型号空压机和3L-10/8、4L-20/8,同属我国******代固定式动力用空压机系列,是异于原苏联国家标准ГОСТ的排气压力8kgf/cm2时,排气量10、20、30、50、100m3/min,而符合我国原一机部化工与通用机械专业标准TH 16-59《一般用固定的空气压缩机基本参数》,排气压力8kgf/cm2时,排气量10、20、40、60、100m3/min。 

      值得关注的是,1962年鉴定6L-60/8时,其比功率异常优秀,而第Ⅱ级进气温度竟然比第Ⅰ级进气温度还要低!中间冷却器性能超群矣! 

      c.序号2 2M2-10/8型空压机 

      为了在煤矿井下近距离向掌子面供应压缩空气,减少管路漏气,降低实际排气压力节电,沈气陈总倡导实施了该型机设计。所采纳的2列对称平衡型这种结构型式,既为了获取良好的往复惯性力平衡条件,也为了以低的高度便于井下运输和运转。试制、性能测试完成后,未能转入批产,大抵和制造成本高于3L-10/8,以及当时煤炭工业部的有关标准、规范未对井下用空压机开绿灯有关。 

      d.序号5,L3·3-13/320型氮氢气压缩机 

      此双L型压缩机,其传动件基础是4L-20/8的,只是行程由240mm缩短为200mm而已。全国各地不仅是压缩机厂,许多化工机械厂、机械厂、农机厂都有生产,并且有着适应多个版本的小化肥工艺流程的派生机型,贡献巨大。在“三年困难时期”,国民经济按“农、轻、重”排队,以及嗣后的经济恢复时期,其作用无可取代,补充了世界著名化学工程专家侯德榜任部长的原化工部直属大型化肥厂产能之不足。在川渝地区,以该型机的一个机身和传动件为基础,于二十世纪九十年代发展了天然气汽车加气站用CNG压缩机,真是历史功绩绵长! 

      e.序号18,4M12-45/210型CO2压缩机

       4M12-45/210是我国工艺流程用往复活塞式压缩机,也是我国对称平衡型压缩机,由中小型向大中型挺进过程中的转捩点,当之无愧的国产经典名机。其设计开始时间虽迟于大型的6D32-285/320、H22-140/320二型号氮氢气压缩机,是1962年,但在一机部、化工部联合审查会后,得以较快投入试制样机,并证实其较之运行于上海吴泾化工厂的原捷克斯洛伐克共和国斯柯达公司制造的PLK920型CO2压缩机全面优秀,也印证了我国压缩机设计制造水准已大幅提升。

       沈气陈总主持了该机型的设计,邵盛积工程师任主任设计师。该五级压缩机设计,还巧妙地处理了二氧化碳的相变点相关事宜。

       4M12系列的派生品种众多,累计台数很可观,应用领域广泛,衍生至今不衰。

       f.对称平衡型的中小化肥用氮氢气压缩机

       D-6.7150,序号8,是原大连化工机械厂(大连冷冻机厂)于1961年设计并开发成功的,配年产800吨合成氨县级氮肥厂。是最早的国内自行设计小型对称平衡型压缩机之一。同一时期,同样供县级氮肥厂用的小型对称平衡型压缩机,由当时的化工部化工机械研究所(北京和平里)设计,运行于沈阳市大东区氮肥厂。

       1965年,根据原化工部的需求,原一机部通用所组织了序号9,2D6.5-7.2/150型联合设计,试制成功后多厂生产。该型机系以D-6.7/150的机身和传动件为基础,变型设计而来。 

      1965年,原上压设计、投产的4M8K1-35/320(序号13)及2M12-28/320(序号17),则成为中化肥厂匹配压缩机的主力机型。

       g.国内自行设计的较早期的中小型工艺流程压缩机

       由原杭氧开发的1LJY-6/64空压机(序号3)、2DY-60/20氧压机(序号16),原蚌空研发的D-2200/1-14石油气压缩机(序号6),原上一压开发的H10-40/10稀乙炔压缩机(序号15),原沈气研发的4M6.3-10/200天然气压缩机,等等,都是国内自行设计的较早期的中小型工艺流程压缩机。

       h.H22-140/320型氮氢气压缩机(序号21)

       原上压刘定邦总工程师,早年毕业于交通大学机械系,主持了该型机的设计研发。设计于1961年开始,1965年试制成功,系活塞力220kN的大型、四列、电动机转子居中安装在曲轴上、电动机无独立轴承的对称平衡型压缩机(H型)。正压通风同步电动机功率2000kW。为年产2.5万吨合成氨省级氮肥厂用,以取代斯柯达公司产之2S LK1100型压缩机及仿制的2N45-130/362型压缩机(红旗牌)。累产品数很大,变型产品亦多。

       i.6D32-285/320(序号24)及6D32I-250/320(序号25)氮氢气压缩机

       该二型号皆为年产5万吨合成氨大型氮肥厂用,以取代原苏联伏龙芝机器制造厂产之1Г-266/320型氮氢气压缩机,及其仿制产品。

       该二型号,都是6列对称平衡型(M型),正压通风同步电动机(4000kW)位于机身之一端,活塞力达320kN,是文革前国内自行设计的往复活塞式压缩机的魁号。二型号的机身、传动部件都相同,只是为配于不同的工艺流程,缸径不同罢了。

       6D32-285/320之设计始于1960年,由原一机部通用所实施。驻所原苏联压缩机专家多勃罗克隆斯基在返国前曾作指导,多氏是当时全苏化工机械科学研究院列宁格勒分院大型压缩机设计专家。沈气陈总等专家也几次参与6D32的前身“4D330”、“4D333”的商讨。

       6D32课题负责人是1952年清华大学电机系毕业的金文祺九级工程师。1948年原北洋大学机械系毕业的五室副主任费安顺七级工程师、老中央大学机械系毕业的副所长苏又泉三级工程师,亦皆深入课题组多次反复研究各种设计细节并审定。在赫鲁晓夫撤回全部苏联专家、多氏亦返国的情况下,6D32设计正常进行。

       1963年,原化工部、一机部联合对6D32设计会审通过后,试制工作迅即开展。原一机部压缩机专业直属厂沈气,当时还不具充分条件,遂由部令下达原太原重型机器厂实施试制。结合工厂条件的6D32施工设计,自然深入进行。6个曲拐的超大型整体锻造合金钢重型曲轴,太重也机加工不了。擅长大型低速柴油机制造的上海沪东造船厂,提供了精加工制成品,终于解决了******大难题。

       由于工艺流程的变化,还有太重另有主业,6D32的变型产品6D32Ⅰ,遂由原上压承担制造。6D32I的生产台数多于6D32。由综合经济性所决定,H22产量独占鳌头。此后20年又出现了6M32、6M40大型机,是源于新情况。

     

    回眸决不等同于怀旧。回眸的目的是什么?本《回眸》文之(一)的“一、前言与导读”,已有所表述,且已指出了其重要的技术性现实意义。往昔之成功经验或失败教训,皆诚弥足珍贵也!其实,吾人回眸精神层面的内涵,更是我国压缩机专业学科和产业,迈向世界同行高峰的强大推动力!在技术和物质条件皆几近空白、又遭受强力封锁的极其困难情况下,各级党政领导和压缩机业者发起了绝地反击。打自建国初到文革前短短的十六年间,自力更生、奋发图强,从几乎为零的起点,拼搏出了初步建成的压缩机产业体系。何其壮哉、伟哉!

       我国压缩机专业学科技术的前辈学者权威们,脚踏实地,立足本职,勤勉敬业,洞察秋毫之末,兼收并蓄,理念前瞻策划,敢为人先,做精细节,只唯求实。各压缩机厂、研究所的各制造专业的高级技师们,也同心协力,以铮铮铁骨的工匠精神,打造出众多型号N台并不逊色于舶来品的压缩机,成功地将软件转化为硬件。而今,优质服务于伟大祖国社会主义建设事业的各类型压缩机,数量之钜多不胜数,应用面也已实现了全覆盖! 

      孔夫子曾曰:温故而知新。愿《回眸》有助于启迪吾人,获取得灵感,发挥于当下。

     三、建国初期至文革前夕仿制的往复活塞式压缩机

    1.动力用往复活塞式空气压缩机

       1949年建国之初,百废待兴。自1949年开始的国民经济恢复时期,以及嗣后陆续执行的若干个发展国民经济五年计划,都亟需动力用空气压缩机。

       煤炭开采,铁矿石和有色金属、稀有金属矿石采掘,非金属矿山开发,这些基础工业的最上游,还有铁路、公路的修筑,城市和工厂厂房修建,这一切都迫切要求大量的空压机来带动各种风动工具和风动机械。

       然而,面对西方对新中国的全面封锁、禁运,国家财政力量又很薄弱,从原苏联进口也只能是极其少量的。

       怎么办?唯有自力更生、自行制造,才能打破僵局、填充缺口。

       可是,问题又来了。那时国内技术力量极其贫弱,空压机设计不了。于是乎,测绘仿制——拾起洋拐棍,就成为当时行之有效的快捷通道。

       a.仿日小型空压机

       由于历史原因,解放初的东北黑土地,不乏日本产动力用空压机。

       1950年,原国营沈阳空气压缩机厂,最早仿(日本)制成功了排气压力0.7MPa,容积流量各为3m³/min、6m³/min、10m³/min的小型固定式空压机,开创了我国自行制造工业用压缩机的新纪元。此历史性贡献,吾人自当永志不忘!

       当今的我们,回顾“100马力”的1—10/7型空压机,应不抱求全责备之心态:卧式、单级压缩、双作用单气缸、水冷却,其排气温度之高、单位气量功率消耗之大,只是我国压缩机技术发展进程中的代表性符号而已。毕竟它突破性地解决了空压机有无问题,还进入了矿山运行,诚功不可没也!

       b.10—9/7型移动式空压机(柴动)

       1951年底,原天津机器厂(后名天津动力厂,解放前隶属中央资源委员会),按原中央机械工业局设计室测绘图样(参照德国DIN标准制图要求),仿(美国)制成功了国内首台高速柴油机及其直联驱动的空压机(排气压力0.7MPa、容积流量9m³/min)和系统,遂成为国产首台移动式空压机,解了铁路、公路建设的燃眉之急。其型号为10—9/7。型号前部之“10”中的“1”,是压缩介质空气之代号,而“0”表示是移动式。

       鉴于10—9/7型移动式空压机面世的重要性,时任中央重工业部部长的黄敬同志,亲临剪彩。黄是绍兴俞家出身,“一二·九”学生运动时的北京大学学生会主席,和当时清华大学学生会主席姚依林、燕京大学学生会主席黄华,同为美国名记者斯诺北京家中常客。

       被测绘美机的空压机主机,系英格索兰公司制造,立式、4列、2级压缩,2只单作用Ⅰ级气缸,2只单作用Ⅱ级气缸,风冷。柴油机则为卡特彼勒公司制造。二十世纪中叶,曾长期作为天动厂当家产品的4146型柴油机,即此。

       无独有偶,我国改革开放后的二十世纪八十年代,独联体国家在北京举办的工业展览会上,其机械设备进出口总公司的K—9型移动式空压机,匹配的正是仿卡特彼勒柴油机——直列式、4气缸、气缸直径146mm,循环水内冷却。

       c.10~40m³/min仿苏系列空压机

       二十世纪五十年代中期,原沈空厂按原苏联图样,陆续仿制成功了原苏系的系列空压机,即排气压力0.8MPa,容积流量10m³/min、20m³/min、40m³/min这三个品种——1—10/8(2CA8)、1—20/8(160B-20/8)、1—40/8(B-300-2K),单机容积流量陡升、有力地支撑了矿源采掘。

       1—10/8、1—40/8,都是立式、2列、2级压缩、双缸,双作用的Ⅰ级和Ⅱ级各为一缸,水冷却、皮带传动。1—40/8则因功率较大,后改为直联传动。

       1—20/8之大名,本《回眸》文(一)中,二、4.已提及,它是只大大的电老虎(原沈空实测其轴功率高达惊人的148.7kW),同时还是声名显赫的油老虎,而气阀又是短命的。正因为如此,它才被选中,成为后来的******个“革命对象”,由我国自行设计的******个压缩机品种——4L—20/8所取代。

       4L—20/8在实施设计之前,陈克明先生除了力促原******机械工业部引进对口先进空压机样机之外,还查找到了设计先进冷却器的利器——刚解密的美国海军工程实验站(设在加利福尼亚的斯坦福大学内)的高效紧凑式热交换器研究成果,成功地应用于4L—20/8的翅片管中间冷却器设计。

       在此,顺便言及些许鲜为人知却应知的技术史实于后。4L—20/8首台样机由原一机部通用所试制、鉴定成功之后,无偿推广至多厂批产之初,各厂即一致反映:当排气压力0.8MPa时,实测容积流量高达21.5m³/min;而在排压0.7MPa时,更可达22m³/min。及至二十世纪八十年代,我国国家标准《一般用固定的空气压缩机  基本参数》,将额定排气压力由0.8MPa调整为0.7MPa后,若干压缩机制造厂索性把型号变更为4L—22/7。那么,4L—20/8之实际容积流量,缘何高出公称容积流量近10%呢?

       这里,就不能不提及原苏联产ΒΠ—20/8型空压机的技术影响力了(Β—空气介质,Π—直角型,立置的一级列中心线和卧置的二级列中心线之夹角呈直角,即L型)。轴功率不算大的ΒΠ—20/8,却以造价不菲的125kW同步电动机驱动。这充分反映了原苏联压缩机设计工程师们,对于采用同步电动机驱动压缩机,以改善电网的功率因数cosΦ、降低压缩机运行单位的电费支出之重视程度。苏系中容积流量大于20m³/min的几个机型,也沿袭了以同步电动机驱动的设计风格。

       本谜底是:主持4L—20/8设计的原沈空陈总,精心预留了将其由皮带传动400r/min,改为以转速375r/min的同步电动机驱动后,仍具有20m³/min容积流量的技术保障啊!

       又是一个涉及压缩机技术的,中苏合演的无独有偶。文革前夕,原苏联出版的《紧凑式热交换器》影印本,出现在北京王府井大街北首外文书店,笔者曾凭工作证从位于锡拉胡同的旁门入内购得。该书即源自美国海军工程实验站解密成果。不妨试想一下,陈克明先生掌握并由4L—20/8空压机成功应用的该项先进换热技术,领先于原苏联是否近十年?当然,苏书涉及换热技术宽泛,远不只被4L—20/8采纳的那个局部。

       d.“仿加拿大”“100m³/min”大型空压机

       1957年,在吉合群厂长兼总工程师任上,原沈空厂仿制加拿大产“100m³/min”大型空压机成功。

       参照美国机械工程师协会标准ASME  PTC—9,于1957年12月3日实测得排气压力0.6863MPa时,容积流量91m³/min,轴功率471kW,比功率5.18kW/(m³·min-1),指标先进。此乃国产首台大型动力用空压机,型号定为1—100/8。

       压缩机行业内人士和使用部门人们口中的“仿加拿大”,即指1—100/8。其原型机是美国英格索兰公司的加拿大工厂生产的。被仿机,属英格索兰L型的******个系列,系当时国际先进动力用空压机的主流机型。

       1—100/8之最初图样,是在1954年初由当时的重庆空气压缩机厂(后迅转归兵器工业口)绘制,且已投入试制,气缸也已造出。只是,该厂当时的领导偏信了原苏联“胡高参”的意见,以为尚不具备制造条件,以致于半成品都被砸回炉。原沈空厂于1956年完善了原重空厂图样,技术口据理分析,还得到了吉厂长大力支持,在国家急需大型空压机的情况下,1—100/8方才得以在我国机械工业之都——沈阳投入试制。其过程不可不谓坎坷。

       1—100/8在技术经济指标先进的同时,还拥有这样两个在当年不被人们重视的突出优点:一是容积流量调节档次多——0、25%、50%、75%、100%——即五位调节,在运行单位可依据压缩空气实际需要量进行及时而有效的调节,此优异调节功能对大型空压机而言本是必不可少的;二是采用了槽状气阀,在槽状阀片的“气垫”作用下,运行噪声低。

       十分可惜,和气缸特别设有的附加余隙腔、余隙阀配合动作的五位调节器,由于结构复杂和调试不便,没能逃脱被革了命的遭遇。而槽状阀片因材质和制造工艺皆不易解决,其阀片呈直角处易显裂纹,也终被抛弃,代之以环状气阀。

       1970年夏,笔者随行业规划组赴鞍钢大孤山铁矿压缩空气站调研时,面对毗邻运转的“加拿大”原型机和我国刚鉴定成功的7L—100/8(首个L型动力用空压机系列中的魁号,配用环状气阀),耳感噪声值迥异。

       “加拿大”原型机大抵是作为二战盟国援华物资舶来的。同系列中的40m3/min空压机等原装机,都曾在位于江苏省常州市的戚墅堰铁路工厂、原太原重型机器厂运行。

     2.工艺流程用往复活塞式压缩机

       a.国产工艺流程用往复活塞式压缩机之发端

       1954年10月,原沈空厂仿(苏联)制成功了小型立式、两列石油气压缩机。流量、压力、功率都不大的该机,成为国产工艺流程用往复活塞式压缩机之发端,意义非凡。自当名垂史册。

       b.国产首台大型往复活塞式流程用压缩机

       原化学工业部大连化工厂机修厂,修造能力极强。1955年,在魏立藩、郁祖悟等前辈主持下,该厂仿制成功了国产首台大型往复活塞式流程用压缩机。其功率高达1760kW(2400HP),排气压力20MPa,容积流量100m³/min,系高压空气分离装置用原料空气压缩机。 

      c.仿捷2SLK 1100及仿苏1Г—266/320氮氢气压缩机

       1958年,在我国压缩机专业制造厂远不具备条件的情况下,我国军工企业勇挑重担,问鼎既是******的庞然大物,却又不失为精密的化肥生产用大型高压氮氢气压缩机。

       原捷克斯洛伐克共和国位于布拉格市的*********重型机器与汽车、铁路机车综合制造企业——斯柯达公司,原苏联地处苏姆市的伏龙芝机器制造厂,分别生产当时具有*********水准的2SLK 1100、1Г—266/320大型高压氮氢气压缩机。该二型机皆为两列、卧式(双刺刀式机身),以低转速125r/min、高电压正压通风同步电动机居中驱动。前者容积流量130m³/min、排气压力362kgf/cm2、功率2000kW,后者更达容积流量266m³/min、排气压力320kgf/c㎡、功率4000kW。

       位于沈阳市郊文官屯的原国营东北机器厂(724厂)、地处齐齐哈尔市的原国营和平机器厂(127厂),遵照上级安排,分别仿制成功了2SLK 1100及1Г—266/320,为我国大型合成氨厂提供了最核心的动设备。

       大跃进年代里,广为人知的“蚂蚁啃骨头”——巧用诸多小型机械加工设备,加工制造出重大型金属件,即出自724厂“以小干大”,精密机加工出缸径达1100mm的一级气缸和机身等特大零件。当时《人民日报》还刊发了多台小型专用机床“围攻”立置的一级气缸照片。

       d.2N45—130/362大型高压氮氢气压缩机

       出于制造经济性、化肥厂设备购置与运行成本,以及军工企业主业安排的综合因素权衡,1Г制造台数不太多后停产,2SLK转移至原上海精业机器厂制造。型号定为2N45—130/362,即著名的“红旗牌”压缩机,并实现量产,确立了当时大型氮肥厂压缩机主力机型的地位。

       2N45在一段时期内,也曾面对不得已而“加转”的窘境。当时以氮肥为主导品种的化肥,供应缺口大。而氮肥厂提高产量的瓶颈,在于氮氢气压缩机的排量。在化肥厂已建成厂区无空机位,同时也无购置压缩机资金的情况下,指令性的技改措施下达了:将2N45由原转速125r/min提高到150r/min。莫小看增高的区区25r/min,它对气阀等易损件寿命和机械振动之影响不可谓不大!

       笔者曾在文革前原化工部厂长、总工程师会议上,旁听到了基层领导们对“加转”的反思。“加转”的无奈之举,随着问题暴露面的扩大,以及国产对称平衡型氮氢气压缩机年产台数的增多,而终告刹车。

       历史性的话题——2N45缘何落户上海呢?

       笔者窃以为:一是斯柯达品牌的声誉、原型机在国内化肥厂的运行实绩和业已由原东北机器厂试制验证通过,上海市有关主管及委局敢接。二是原一机部、化工部看重作为中国近代制造业发祥地的上海,已拥有全套化肥生产设备的自制能力。原一机部当时的三位副部长——汪道涵、周建南(二十世纪八十年代任原机械工业部部长)、孙友余和技术司褚应璜司长(后为中科院院士,1931年毕业于电机工程学院,新中国电器工业奠基人),皆系交通大学毕业生,对上海太了解了。原一机部部机关,除了原中央重工业部机械工业局之外,第二位的源头就是原在上海的华东工业部。第三位的源头,才是解放初短时间存在的原平原省政府机关(原冀鲁豫三省相邻县份划出的原平原省,以原平原县为省会)。三是原上海精业机器厂已于1957年7月仿制完成了仿美国渥星顿公司中型氮氢气压缩机,初步具备进而制造大型氮氢气压缩机的有利条件。

       仿渥星顿施工设计图样,由原上海机电产品设计公司提供,该机为四列对置式,四级压缩,容积流量400m³/h、排气压力286kgf/c㎡,系为我国首批十三家2000t/y合成氨厂配套。

       e.仿苏5Г—3/285-320型氮氢气循环压缩机

       高压氮氢气压缩机,是氮肥厂生产过程中的原料气压缩机。在氨合成塔里未参与化学合成反应的氮氢气,自当再由氮氢气循环压缩机增压后再进入氨合成塔,参与化学反应。不言而喻,氮氢气循环压缩机是氮肥厂不可或缺的关键动设备之一,以高压进气、更高压力排气,工况严苛为特点。

       位于上海市光复西路“四面钟”左近的原上海大隆机器厂,担当了仿制原苏联“5Г循环机”的任务。该机为单列卧式,进气压力285kgf/c㎡,排气压力320kgf/c㎡,容积流量3m³/min,采用贯穿活塞杆以减小列的实际综合活塞力。显而易见,其填料密封压差为285kgf/c㎡~320kgf/c㎡,是设计、制造的难点所在。

       该循环压缩机的制造,除了原大隆厂堪当重任之外,和原一机部、化工部及上海市地方当局,把氮肥厂成套生产装备由上海一地独挑的安排不无关系。

       f.仿苏УКП80履带自行式中压空压机

       基于我国石油工业最上游地区,其地貌条件与地质条件的双重需要,原无锡通用机械厂成功仿制了原苏联УКП80型移动式空压机组。

       该机容积流量8m³/min,排气压力80kgf/c㎡。其******特色是履带式自行(走),自身有动力,不但无需卡车牵引,还特别适应包括戈壁、沙漠在内的各种自然地貌环境。其用途则是服务于石油钻采工艺。

       g.我国早期的往复活塞迷宫式压缩机

       a)迷宫式小型空压机

       1964年,原北京维尼纶厂引进日本技术的配套设备中有迷宫式低压空压机,容积流量6m³/min、排气压力7kgf/c㎡,系日本制钢所机械厂按瑞士苏尔寿公司专利技术制造。原沈阳气体压缩机厂仿制成功后,因制造经济性问题作罢,改由接触环式气缸无油润滑空压机替代。 

      b)迷宫式中型氧压机

       1965年,原北京石景山钢铁厂(后来的首钢公司)引进日本神户制钢所6000m³/h空分设备。与之匹配的为氧气顶吹转炉供氧的,是日本制钢所机械厂产之中型中压迷宫式氧气压缩机(亦是苏尔寿技术)。

     

      该机由原上海大隆厂测绘仿制后,向国内钢厂累计供货17台。此容积流量58m³/min、排气压力30kgf/c㎡的三级压缩迷宫式氧气压缩机,曾长期稳居国产迷宫式压缩机功率之鳌头。 

      h.1—1/40、1—1/60、W—3/40电力系统用中压空压机

       早在1961年,原北京******通用机械厂仿制成功的1—1/40型及1—1/60型空压机,系双重(双曲拐)V型、三级压缩,容积流量皆为1m³/min,排气压力分别为40kgf/c㎡及60kgf/c㎡,全风冷,电动机直联驱动,橇装。

       该二型机,系国产全自动控制运行压缩机的始祖机型,均为电力系统专用,将通过物理状态变化除湿后的干燥中压压缩空气,供空气开关灭弧等用途。

       1963年,原北一通又进而仿苏成功制造出W—3/40型空压机,亦为电力系统专用,系W型、全风冷、容积流量3m³/min、排气压力40kgf/c㎡。

       受限于当年的技术水准,该三型号中压空压机之气缸,皆非无油润滑,而皆为以压缩机油润滑者。

     3.特种往复活塞式压缩机

       作为压缩机中特殊群体的特种往复活塞式压缩机,都具有高参数、高性能的技术特征。如:排气压力高达XX,环境温度低至XX、高达XX,环境相对湿度XX,盐雾XX,纵倾XX,横倾XX,外形尺寸小于XX,质量小于XX,排出压缩气体露点低于XX,振动烈度低于XX,噪声声功率级小于XX,平均无故障运行时间大于XX,单位时间内启动次数大于XX,等等。

       功率和外形尺寸并不很大的特种往复活塞式压缩机,以其甚高科技含量而屹立于压缩机设计/制造技术为数不多的几个巅峰。它们是优秀的高科技和国防保障装备,功不可没!但其起步仍始于测绘仿制。 

      它们中的佼佼者,当推原上海沪东造船厂二十世纪六十年代仿苏产品——64—115型高压自由活塞式柴油空气压缩机。 

      其以柴油为燃料的二冲程动力缸活塞,和压缩缸活塞有机结合,实现了对空气介质的四级压缩,且浑然一体,构成为卧式联动。活塞工作行程218~220mm,活塞组往复次数825~910/min,指示功率40~47kW,排气压力15~23MPa,燃油消耗率7.8~8.8kg/h,******排气压力可达25MPa,机组质量仅891kg,机组外形尺寸2115×880×890mm,振动轻微。油润滑,水冷却,以3~3.5MPa压缩空气启动。 

      原沪东造船厂停产此机后,转多厂制造。 

      该机富含德国容克4FK—115及原苏联ДК二型自由活塞空压机基因。

     回眸国产往复活塞式压缩机阶段性成果(二)

    回眸国产往复活塞式压缩机阶段性成果(二)

    回眸国产往复活塞式压缩机阶段性成果(二)

    回眸国产往复活塞式压缩机阶段性成果(二)
     

      四、容积流量39m³/min动力用空压机

       在往复活塞式压缩机族群里,容积流量3~9m³/min动力用空压机,其数量庞大、应用面极广,几乎是随处可见。其空压机主机,在固定式和移动式之间高度通用,大多数情况下完全相同,也有仅行程和连杆长度略异的。而电动机、柴油机的匹配状况,则各有千秋。

       二十世纪六十年代初,此类空压机的主力生产厂家有:原蚌埠空压机厂、原沈阳市空气压缩机厂、原柳州制造厂(后来的柳州第二空压机厂)、原北京******通用机械厂、原自贡空压机厂(原重庆水轮机厂空压机车间搬迁)、原上海华泰机器厂(后来的上海第二压缩机厂)等。其产品之技术源头,则是美、苏、日等国皆有。

       1.1V—3/8型、2V—6/8型空压机

       1962年,原一机部一局责成通用所组织3m³/min、6m³/min空压机首次自行设计,由所压缩机组翟广树副组长(1956年原西北工学院——现西北工业大学——毕业)负责。联合设计在原南京通用机械厂进行,原沈阳市空气压缩机厂、原蚌埠空气压缩机厂、原柳州制造厂、原上海华泰机器厂等单位参加。在多家仿制外国产品并取得自己经验的基础上,自行设计完成了风冷式1V—3/8型及2V—6/8型由电动机直联橇装的空压机组。期间,原一机部一局技术处汪恩民(早年北京朝阳门内中国大学毕业)四级工程师、原通用所第五研究室刘毓义主任和原沈气厂陈总曾专程指导工作。

       1V—3/8型及2V—6/8型空压机,于1964年12月及1965年3月分别由原江苏省机械工业厅、原辽宁省机械工业厅组织了产品鉴定,实机达到了预期目标。后来的水冷V-3/8-1、V-6/8-1即其衍生产品。

       2.二十世纪六十年代移动式往复活塞9m³/min空压机的3个新型号

       1962年,原无锡通用机械厂由钱向仙(西安交大压缩机专业1960年毕业)主持自行设计了3W—9/7型移动式空压机。系双曲拐W型、6列、2级、单作用、风冷,转速980r/min。从历史角度看,该机主要结构参数、主要零部件的关键尺寸和具体结构之先进,保持了较长时期。

       同在1962年,原北京******通用机械厂由夏振鹏(1957年北京航空学院毕业)、邓幼朋(1957年北京工业学院毕业)主持设计了YW—9/7型移动式空压机。由天动产4146型柴油机驱动。为双曲拐W型、6列、2级、倒级差、风冷,转速980r/min,该机灵感来自1958年人民大会堂建筑工地上的原捷克斯洛伐克产倒级差、5m³/min移动式空压机,还克服了联体气缸“拉缸”问题。为赴巴控克什米尔地区世界屋脊修筑中巴公路,原一机部令原通用所(周明伟,1964年西安交大压缩机专业活塞式专门化毕业)、原洛阳拖拉机研究所(张璞,1957年交通大学船舶内燃机专业毕业)和原北一通(何克俭,1956年天津大学内燃机专业毕业)组队共赴西藏林芝地区进行该机4500m高海拔柴动试验。

       1965年,原柳州空压机厂由同为1961年毕业的徐步基(原大连工学院,现大连理工大学)、陈万辉、林春历(皆为浙江大学)主持设计了柴动VY—9/7型移动式空压机。为双曲拐V型、4列、2级、单作用、风冷,转速1500r/min,并在国内首次将风冷叠片板翅式冷却器用于空压机。针对气阀攻关,测试阀片运动规律,寻求******弹簧力,优化气阀设计,延长了易损件寿命。该机得益于瑞典阿特拉斯·科普柯公司产9m³/min移动式空压机的启示,设计先进,还在抗美援越时南进的工程与道路建设中,大受欢迎。

     

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