绿色环保空压机项目可行性研究报告.docx
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绿色环保空压机项目可行性研究报告
绿色环保空压机项目
可行性研究报告
一、项目的必要性
一、项目所处技术领域产业政策：
空气压缩机是各类工矿企业广泛应用的压缩空气源。
有油润滑往复式空压机润滑油消耗量大，白白的让费了能源，而且使用过的润滑油从排污口或空气中排出，严重污染周边环境和空气。
这一严峻的事实，已经引起了环境保护部门的严重关注，消除因此造成的污染，已成为当务之急。
利用中国专利1《往复式空气压缩机的填料组件》开发出的《往复式空气压缩机W系列微油润滑组件》能有效降低往复式空气压缩机润滑油95%以上的消耗。
从而有效达到清洁生产、环境保护、节能降耗、安全生产的目的。
本项目技术产品是高效节能、环境保护项目，也符合国家产业化政策。
二、项目所处领或技术发展现状：
国内外发展趋势主要有二个方面：
由于往复式空压机具有功效好，使用寿命长，用途十分广泛等优点，目前国内外，大多数都还是使用往复式空气压缩机，且主要是有油润滑往复式空压机。
根据国家环境保护局确认在我国范围内，大约有近20万台有油润油往复式空压机在正常的使用之中，从网上了解到我国几大生产空压机的厂家生产的有油空压机出口国外的数量也十分可观。
由于有油空压机还存在有严重的弊病，所以人们一直在寻找改进或替代它的途径。
目前空压机有两大发展趋势：
a、无油润滑往复式空气压缩机，俗称无油空压机。
这种空压机的填料组件十分复杂，普遍采用在原有油润滑空压机的中间加构件和加长气缸体，将活塞体分为三体，活塞杆增长的办法（参见附图1）。
但这种方法致使机组的立缸增高，卧缸增长。
造成机组易产生震动，稳定性下降；由于活塞体分为三体，不但活塞体增长了，而且增加了活塞体的重量；活塞杆的增长致使力臂增长；这种无油空压机必须导向、支撑机构安装在活塞体上，因而增加了气缸体的磨损，减少了气缸体的使用寿命；尤其二级缸体，一般是卧缸，所以二级缸体普遍十分容易产生椭圆，通常使用寿命三年左右；活塞环、导向环磨损十分厉害，三个月左右就需更换一次；维修工作量比较大，运行成本比较高。
这种无油润滑空压机的填料组件和活塞组件，用于现有有油润滑空压机的安装也十分复杂，必需改动部分基础；更新配作厂房内的管道；有的还必需移动机身；此外，还必需更换气缸体；在气缸体和机身（曲轴箱）之间加一构件用于断油—挡油；这样一台机组只剩下一个机身（曲轴箱）和电机及基它一些附件。
这种无油润滑组件不但功能单一，安装不便，而且费用十分高，用户一般难於接受。
本项目技术生产无油机，可有效降低其生产成本万元以上。
b、螺杆空气压缩机（参见附图4）。
这是目前世界上正在发展的一种空气压缩机，它能克服往复式空气压缩机的许多缺点，但压缩空气中同样还会带油；同时螺杆空气压缩机的进气条件十分高，必需使用精细空气过滤器，它是一必备的主要易损件，使用寿命低，一般二个星期必须清洗更换，反复使用二次即报废；加上其它的易损件，这种空压机运行成本很高。
特别是在冶金和矿山中，由于空气中粉尘含量大，对螺杆空压机使用寿命更有明显的影响；而且这种空压机的螺杆和气缸体的使用寿命不长，一旦损坏，气缸体和螺杆必须同时更换，这就等于这台螺杆空压机报废。
根据正在使用螺杆空压机的一些企业普遍反映，螺杆空压机比往复式空压机娇气，运行成本比往复式空压机高二倍以上。
所以螺杆空压机虽然在一定程度上减少了润滑油的消耗，但是它对企业节能降耗和环境保护还是不利的。
经与南昌航空工业学院专家论证，本项目技术完全可嫁接在单螺杆机使用，公司正在进行研制之中。
2、本项目产品改装有油空压机为无油机与国内外同类产品的现行指标的对比（详见表3）：
表上数据说明本项目技术的先进性。
三、项目技术先进行，对相关领域技术进步的推动作用：
本项目产品除目前在国外无资料可查外，国内还没有生产厂家有此同类产品。
正如2006年5月10日上海科技情报所的科技查新所出具的最新查新报告：
该项目委托单位某置业泵表有限公司研制的空气压缩机W系列微油润滑组件达到国内领先水平。
目前国内外生产厂家正在生产的无油空压机和螺杆空压机如（表3）中例举的情况和目前发展的趋势竞争也十分激烈。
但丝毫也不会影响本项目技术的发展。
而且我公司也已经在着手于一种新型空压机的研究工作，并得到南昌航空工业学院专家支持帮助，从理论证实是行的，在作进一步理论论证后，我公司即着手申报中国专利。
如前所述空气压缩机是各类工矿企业广泛使用的压缩空气源，国家环境保护局颁发给我公司的环境保护重点实用技术A类项目证书上就已标明排气压力5Mpa以下的往复式空气压缩面。
目前共有10m3以上的有油润滑往复式空气压缩机20万台左右，
本项目产品主要用在50Mpa以下10m3以上的往复式空气压缩机上安装使用，在有油润空压机上安装可将其改装成无油润滑空压机，从源头上截止润滑油对周边环境的污染，有效做到清洁生产、环境保护，节能降耗、安全生产的作用。
由于新无油润滑空压机制造。
可从源头结束往复式空压机有油润滑的历史，有效降低生产制造或本万元以上。
空气压缩机是各类工矿企业广泛使用的压缩空气源，全国共分布有20万台有油润滑空气压缩机，广阔的市场，前景是不可估量的。
项目资金的支持将加速结束往复式空气压缩机有油润滑历史。
解决长期以来往复式空压机润滑油排出而污染周边环境的环境保护问题。
综上所述本项目产品的市场前景和将起到的历史性结束往复式空压机有油润滑历史的意义，关键在清洁生产，环境保护、节能降耗、安全生产，在项目资金的支持和指导下将是一个新的经济增长点。
四、项目目前进展情况：
本产品已在二十余家国有大中型企业安装试用，最长时间的是2000年内安装的时间长达六年之久，到目前为止安装了本项目产品的空压机还没发现任何问题，易损的零件都能达到其使用寿命而且十分可靠，它不但安全性稳定，而且还提高了安装本项目产品后的空压机安全运转系数50%以上，再也不用担心因注油器不注油而产生的烧缸拉缸现象，因为实现了气缸体内无油润滑，气阀不会因油而结碳，因此不会出现以前因结碳产生内燃和爆炸的恶性事故的发生。
同时也证明了本产品在实际使用条件下具有可靠性和安全性。
目前项目推广情况
1.大中型国有企业
某钢铁有限责任公司、南昌钢铁有限责任公司，江铃汽车股份公司、某造纸集团公司，湖南湘钢集团、某钢管（集团）有限公司、湖南锡矿山闪星锑业有限责任公司、冷水江钢铁总厂、某矿务局的白源煤矿.某煤矿，某矿务局的建新煤矿.萍湖煤矿.曲江煤矿，桑海制药厂、南昌电化厂，某某实业股份有限公司浮法玻璃厂，湖南湘铝有限责任公司，湖南铁合金有限责任公司，湖南水口山矿务局第四冶炼厂，某江洲造船厂，东风药业股份有限公司，某铃拖陆风汽车制造有限公司等二十几家大中型国有企业安装改造了100余台空气压缩机组。
2.民营企业
还在以下几家民营企业安装改造了近10台空气压缩机组：
某青山活性碳厂，某老关活性碳厂，某石埠轻质碳酸丐厂，湖南五江保温瓶厂，某宏美达塑业包装有限公司等。
（二）用户意见（详见附件报告书和用户单位的领导的专项论文）
1、某钢管（集团）有限公司报告书
2、某钢铁有限责任公司报告书
3.用户单位的领导在该单位空压机无油润滑改造后，在国家级或省级刊物上发表了使用本项目技术产品的专项论文如下：
1.我公司于2000年10月为某纸业集团公司改造2台4L-20/8型空压机后，于2001年该公司设备处集体在中国造纸工业年度论文上发表题为《往复式有油润滑空气压缩机改无油润滑》的论文。
2.本公司总经理某于2003年在《中国环境保护与投资》第2期上发表了题为《应用W系列微油润滑组件改造有油润滑往复式空压机为无油润滑的使用效果分析》的论文。
3.我公司于2002年9月为某实业股份有限公司白源煤矿改造2台L5.5-40/8型空压机。
4.国家环境保护局环保产业协会于2004年第4期《中国环保产业》发表了题为《往复式空气压缩机W系列微油润滑组件》重点实用技术的论文。
5.我公司先后于2003年2004年为某矿务局建新煤矿改造了3台L5.5-40/8型空气压缩机后。
综上所述，本项目经二十余家国有大中型企业和民营企业的使用结果，实践充分证明其技术已完全成熟。
正如有关专家评论的可以用来结束往复式空气压缩有油润滑的历史了。
通过项目资金的支持，可实现早日结束往复式空压机有油润滑历史，早日结束因有油润滑往复式空压机排出的使用过的润滑油对周边环境的污染，为人类生存的环境再添一点绿色。
我公司已达到本项目产品小批量生产阶段。
减少环境污染，保护环境是人类保护自己的重要举措。
该技术是清洁生产，从源头上阻止润滑油对环境的污染、节能降耗、降低生产成本、提高生产安全的好技术。
实践证明结束往复式空压机有油润滑历史是一件有益于企业和社会的事业。
二、技术方案论证
一、项目技术关键点或创新点，项目完成时达到的技术水平：
1、基本原理
本项目技术产品《W系列微油润滑组件》是由填料组件和活赛组件组成，是将无油往复式空压机的断油—挡油，阻油—刮油，阻流—密封，导向—支撑系统，全部集中在填料组件之中的一种创新技术产品，从而达到降低和缩短无油空压机长和高400mm的目的，用铝合金活赛代替了铁活赛，减轻了其重量60%以上，活赛体上不承担导向、支撑的工作任务的原理。
实现了技术上的高度创新，尤其实现了在原有油空压机上安装使用及其方便的目的，从而达到了具有结束往复式空压机有油润历史的创新。
2、关键技术
a、保护环境是保证人类社会可持续发展的主要条件之一，人类对环保的要求越来越高、越来越严，本项目产品正是顺应了人类发展的这种需求。
原有油润滑空压机安装本项目产品后，油耗基本达到24h内不超过0.2kg的要求。
而要保证油耗不能超过0.2kg。
本项目产品除在活塞组件的活塞杆端应具有阻流及密封作用，保证空压机运转时不产生雾状气体渗漏现象外，完全保证其填料组件，具有断油—排油，阻油—刮油，阻流—密封，导向—支撑作用。
实现了甩掉注油器，气缸内无油或微油润滑工作的创新。
b、用户对空压机的基本要求有容积流量、排气压力及排气温度三个参数，而其中容积流量、排气压力和排气温度三参数与微油润滑组件有关。
要保证空压机的容积流量和排气压力，既要求本项目产品实现无油润滑又不致烧缸、拉缸的目的，同时要求其不降低对以上三参数的要求，故采用了填料组件和活塞组件二新结构。
由填料组件完成断油—挡油，阻油—括油，阻流—密封，导向—支撑的任务，活塞组件中活塞环采用气体吹胀的磨损补偿技术，均要求其运转灵活、稳定，这是本项目产品的关键所在和创新关键。
c、空压机的型号繁杂多样，W系列微油润滑组件要适应多种型号空压机的安装、使用要求，又不能无规范也繁杂多样，故对填料组件的外径、内径、高度，活塞组件的活塞杆、活塞体、活塞环的有关尺寸，在标准化的基础上予以规范，表1、表2中的主要尺寸及基本参数，就是根据这样的情况制订的创新数据。
d、因目前全国分布在各类工矿企业的有油润滑往复式空压机头号问题是节能降耗、环境保护的问题，要尽快解决其润滑油对周边环境的污染问题，而且户的生产又不能停止。
本项目产品解决了在不动基础，不动机身（机身又叫曲轴箱，是本机基础件），不动原配管道，不换气缸体，不影响用户生产的五不情况下，在短时间内不影响生产的情况下安装本项目产品的创新。
3、本项目产品结构（见附图2、图3）
4、项目的创新点：
本项目产品具有以下六个方面，包括技术创新和结构创新。
a、本项目技术是集：
断油一排油、刮油一阻油、阻流—密封、导向—支撑为一体。
上述功能全部集中在填料组件之中。
实现了技术创新和结构创新。
b、相对现有无油往复式空压机，缩短机体长度或高度400毫米以上，提高了无油机运转的稳定性，不易产生振动。
实现了技术创新和结构创新。
c、导向一支撑机构在填料组件内，活塞体上没有导向一支撑机构，活塞体上没有导向环。
从而减少了对缸体的磨损，提高了缸体使用寿命。
实现了技术创新和结构创新。
d、活塞环采用了气体吹胀技术，活塞环能有效地紧贴在气缸壁上，即使旧机气缸椭圆度超出技术要求也同样可以使用。
实现了技术创新
e、正如关键技中所述，用于在原有油润滑往复式空压机上安装使了能在不动基础、不动机身、不换气缸体、不动原配管理、不影响用户生产的情况下进行。
实现了技术创新。
f、用于新的无油空气压缩机制造，可有效降低其生产成本1.2万元以上。
实现了技术创新。
综上所述项目远成时，项目技术水平能达到国内领先水平。
二、项目技术方案论述
1、生产技术实施的具体内容：
本项目技术产品微油润滑组件是由填料组件和活塞组件组成，组件由下述基本构件所组成（参见附图1、图2、图3），由下缸体底部构成填料函，在填料函中自下而上安装有后导向套、内装刮油环的第一填料盒、阻流环、内装密封环的第二填料盒，前导向套及填料函口部的填料压盖，其中由后导向套和第一填料盒组成阻油——刮油机构；由阻流环和第二填料盒组成阻流——密封机构；由后导向套、阻流环及前导向套联合组成导向——支撑机构；由断油环盒及盒内的断油环和下压盖组成断油——排油机构。
活塞组件，由活塞体、活塞杆、活塞环和螺母组成。
下面分别详述：
a、断油——排油机构：
因为要完全阻止活塞杆上的油进入气缸体，最大的难题之一就是如何断油和排油。
目前生产的无油空压机是采用在机身和气缸之间加—300多毫米长的构件安装断油——排油机构，这就使现有无油机必须增高、增长，本项目是在填料底部的后导向套下端接装断油——排油机构，这样既简单又便于安装，也完全可达到断油——排油的目的。
实践证明完全达到预期的效果，这是本项目中最难解决的问题之一。
b、阻油——刮油机构：
由后导向套和第一填料盒及填料盒中的刮油环组成，它可将活塞杆外周间隙上逸的油液阻挡刮尽。
从排油孔中排回到机身的曲轴箱中。
c、阻流——密封机构：
由阻流环和第二、第三填料盒及填料盒中的密封环组成，它除继续隔油上溢外主要防止气体外漏，起到完全密封的作用。
d、导向——支撑机构：
这是本技术中要解决的又一最大难题之一。
目前生产的无油空压机，采取了活塞体加长并分为三体的办地，在活塞体上安装了二道导向环，用以支撑活塞体在缸体中的重量和导向作用，从而达到无油润滑的目的。
这样缸体就必需加长100毫米左右。
要使活塞体不加长、不分体、缸体又不加长，就必需将导向——支撑机构集中在填料组件上。
本技术采取了前、后导向套、中间阻流环联合组成的导向——支撑机构。
从而达到了不加长缸体，不将活塞体分体，也不在活塞体上安装导向环的目的。
实践证明也完全达到了设计的目的和预期效果。
e、新的活塞组件采用了气体吹胀磨损补偿技术。
目前生产的无油空压机的活塞环，特别是导向环，一但磨损就必需换环，所以使用寿命短，一般最多三个月左右即需要换环，缸体磨损极为严重，尤其是二级缸，极易产生椭圆，使用寿命一般只在三年左右。
本技术采用铝合金活塞体，重量轻，活塞环开口为30°斜切口，在运动中气体可将环吹开，使活塞环紧贴在气缸体的缸壁上，活塞环糟底与活塞环之间有一圈间隙，间隙中充满了气体。
气体将活塞环吹胀开支撑着活塞体，且在运动中达到平衡，使活塞体在中心运动不与缸体直接接触。
从而减轻了十字头体和导向机构的负担。
且活塞环在旧缸椭圆的情况下同样可工作，不影响压缩机的功效，直到活塞环磨断为止，也有效降底了对缸体的磨损。
实践证明，活塞环的使用寿命远长于现在无油机中活塞环、导向环的使用寿命，这也是本项目解决的又一关键问题和创新。
2、技术路线或工艺流程
项目科研项目申报国家专利申报国家环保A类项目项目科技成果鉴定技术准备生产制作零件成品检验装配调试产品检验在空压机上安装使用检验及验收。
3、主要技术参数详见第三条中的表1、表2
三、项目技术质量指标
A：
技术性能指标
a、本项目技术产品是由活塞组件和填料组件所组成，其基本参数如下。
（见表1）
表1
项目名称
单位
型号及规定值
W—10/8
W-40/2~3.2
W—20/8
W—40/8
W—42/7
活
塞
体
外径
mm
298
（178）
378
418
（248）
557.5
（338）
577.5
（338）
高度
90
（70）
110
110
（90）
71
（155）
180
（175）
活
塞
杆
直径
35
45
45
58
58
长度
505（495）
624
624（604）
625（605）
762
活
塞
环
外径
300
（180）
380
420
（250）
560
（340）
580
（340）
内径
274
（159）
353
393
（229）
532
（314）
552
（314）
高度
配作
填
料
组
件
外径
74
82
105
内径
35
45
58
高度
101（114.5）
116
116（127.5）
100.5（115）
110（125.5）
注1：
表中活塞体、活塞杆、活塞环及填料组件的尺寸数值，加括号者为“二级气缸”；未加括号者为“一级气缸”。
b、微油润滑组件安装在经大修，其填料函和气缸、缸体内径同轴度控制在0.02mm的有油润滑空气压缩机上后，应达到以下要求：
空压机经24h连续运转后，其油耗不超过0.2kg。
空压机应具有良好的密封性，运转时，不应产生雾状气体渗漏现象。
空压机运行时，其排气压力，容积流量和排气温度应达到表2要求。
表2
项目
单位
型号及规定值
W—10/8
W—40/2-3.2
W—20/8
W—40/8
W—42/7
排气压力
MPa
0.8
0.2—0.32
0.8
0.8
0.7
容积流量
M3/min
10
40
20
40
42
排气温度
℃
≤160℃
填料组件的密封环、刮油环在填料盒内，其径向运动应灵活，无卡滞现象。
B：
执行的质量标准
本产品执行2002年6月26日经专家论证的某置业泵表有限公司企业标准Q/ZYJ01—2002，该标准备案注册号：
J397-2002，自2002年7月1日起实施。
C：
本企业通过的国家相关行业许可认证
本企业不是特殊行业，无需经过行业许可认证。
四、项目执行过程中各阶段目标：
1、项目开发计划
本项目计划执行期为1年11个月，即2004年2月至2005年12月。
项目分三个阶段实施，各阶段的研发工作，生产准备工作及市场开拓工作进展计划如下：
第一阶段：
即2004年2月—2004年6月，本阶段任务是产品生产工艺研究、产品技术改进、产品装配线设计、关键设备考查、协作厂家选择。
完成关键设备购置安装。
本阶段拟投入资金15万元完成项目产品销售收入60万元。
第二阶段：
即2004年6月—2005年6月，本阶段任务是，生产线建设，外协外购的布点及生产，完成省级鉴定。
本阶段拟完成投入资金35万元，完成项目产品销售收入60万元。
第三阶段：
即2005年6月—2005年12月，本阶段的任务是，完成中试产业化条件下的产品制造工作，为中试产业化提供全方位的技术支持。
本阶段拟完成投资20万元，完成项目产品销售收入100万元。
2、技术方案：
a、对活塞环使用寿命的研究，是本项目产品中的一个关键，准备采用国际先进的二种耐磨的而对气缸体磨损及小的材料，在协着厂家试产后，尽快完成投入空压机中实际运行使用，以测定其使用寿命提高率。
b、采用热喷涂技术解决用户提出的只换活塞体不换气缸体的技术难题，因一个气缸体小的也需1万元，大的2—3万元，而一个小活塞体只需1800-2500元，大的6000—12000元。
对用户是十分有利的。
c、采用汽车气缸床垫技术方案，配套生产气缸的中缸垫和缸头垫，解决用户长期以来存在的红纸板垫易冲坏，导致水泄入气缸造成我们项目产品使用寿命问题。
通过上述措施的采用，使组件在完成中试化研究后达到如下技术指标：
（a）活塞环使用寿命：
一级环8000h（原来6000h）
二级环4000h（原来2500h）
（b）填料组件使用寿命：
一级组件10000h（原来8000h）
二级组件8000h（原来7000）
（c）开发研制W系列以下五个品种
W—8/16W—8/20W—30/32W—30/40W—50/32
五、项目经费预算情况：
（详见以下三表）
1、项目投资与资金筹措表
单位：
万元
序号
项目
金额
1
投资总额
229
固定资产投资
130
流动资金
99
2
资金筹措
229
自筹资金
179
其中：
已完成投资
80
新增投资
99
申请科技三项经费
50
借（贷）款
2、项目拟购设备清单
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
单价（万元）
金额（万元）
1
车床
CW650K,CA630
台
各1
36
36
2
铣床
SXW6132
台
1
88
88
3
三环热处理器
自制
台
1
0.4
0.4
4
自制工装
自制
套
2
0.65
1.3
5
电脑及辅助设备
4.3
合计
130
3、申请科技三项经费使用预算表
序号
名称
单位
数量
金额（万元）
使用时间
1
开发费
10.8
项目开发人员费
原材料动力费
检测费
2.6
2007年10月
调研费
1.2
2007年10月
查新费
技术咨询费
3.8
合作费
3.2
2007年10月
2
设备费
36.2
申请三项经费资助设备：
车床：
CW650K
铣床：
SXW6132
车床：
CA630
台
台
台
1
1
1
10
20.2
6
2007年10月
2008年6月
2007年10月
3
试制费
1
2007年10月
人员费
原材料动力费
检测费
1
4
鉴定验收费
2
2007年10月
三、项目实施支撑条件
一、项目技术来源
往复式空气压缩机，是目前使用量最大的空气压缩机，其优点是效率高，便于安装，易维修，尤其是使用寿命长，受到人们的欢迎。
但它存在着严重的弊病。
一是润滑油耗量大，如4L—20/8型空气压缩机，24小时一般耗油10公斤左右，年耗油量近3吨左右。
[详见2006年9月某钢管（集团）有限公司报告书和某钢铁有限责任公司报告书]。
这些油最终排入地下流入水中或空气中，因而不仅从经济上说浪费大，尤其对水资源及空气的环境污染，严重影响工人和其它人员的身体健康；二是有油润滑空气压缩机易产生高温，特别是二级气缸，易产生烧缸，拉缸现象，甚至因高温结碳产生的内燃和爆炸现象。
气阀也易损坏，增加了维修和运行成本。
解决上述弊病的关键，在于重新设计和研制空气压缩机的微油或无油润滑组件，它包括填料组件和活塞组件，改传统的有油润滑为微油或无油润滑方式。
保护环境是保证人类社会可持续发展的重要条件之一，人类对环保的要求越来越高，越来越严。
而有油润滑往复式空气压缩机每天消耗的润滑油都从排污口排出或随压缩空气排出，严重污染周边的环境。
如前所述一台4L-20/8空压机一年耗油近3T左右，全国共有20万台有油润滑空压机，每天15台在运行之中，全国一年耗润滑油近45万吨，在能源十分紧缺的今天，按现价9000元/吨计算，全国一年白白浪费人民币40.5亿元，这是一个巨大的数字；而且这45万吨油的排出
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