流体培训-水气与保压

流体系统-水气部分本部分展示以下内容：一.冷却系统二.空气系统三.人仓系统四.保压系统一.冷却系统（0XX-205-000-000）1.作用介绍2.系统说明3.原件说明4.冷却位置5.热交换操作6.注意事项7.常见问题1.作用说明作用：1.1冷却1.2改良碴土1.3清洗1.4处理污水1.1冷却热量产生后影响致使环境温度上升主要影响：一.施工人员二.设备本身1.1.1冷却主要热量的来源：电机工作液压泵站运行电器元件工作搅动碴土产生的热量1.1.2热量的主要交换方式总热量通风冷却水碴土2.水循环系统组成部分一．水循环系统简介水循环系统主要分为四个部分：1.外循环部分带走盾构机工作时产生的热量，为盾构机提供水源。2.内循环部分主要用于冷却。冷却空压机，齿轮油，主驱动电机、减速机等。3.清洗水部分适用于设备上的分散用水以及各种清洗作业。4.污水处理部分主要用于分散用水以及管片清洗、注浆管清洗和设备清洗等产生的工业污水。参见：参考资料\032-205-000-000水循环系统SL.dwg2.1外循环部分洞外冷却水池温度：28℃，流量：50m³/h内循环热交换器和液压油经行热交换供泡沫和清洗使用剩余的水回洞外水池2.2内循环部分内循环水罐水泵空压机主轴承齿轮油主驱动电机减速机内循环水热交换器2.3污水处理在掘进过程中，渣土的改良、管片以及注浆系统的清洗、给施工带来很大的不便，必须及时的排出洞外。针对污水产生量大、污物颗粒较大的特点，为不影响施工进度，我们设计采用大排量、吸程高、可通过固体颗粒和纤维的气动隔膜泵。我们所采用的隔膜泵，具有7m的吸程和70m的扬程，对于一般的地铁标段都可以直接将污水排出洞外。3.主要原件1.热交换器2.隔膜泵3.水管卷筒4.过滤器3.1液压油冷却器图为液压油冷却器。由外循环水冷却，再通过回水卷筒，输送出洞外。3.2热交换器原理内循环热交换器动画演示气动隔膜泵，具有自吸功能的排污泵。使用压缩空气为动力，可提出带有颗粒的污水。具有7m吸程和70m扬程，一般千米隧道都可以直接将污水排出洞外。3.3气动隔膜泵3.3.1隔膜泵使用注意事项定期清洗隔膜泵，尤其在长时间停机后，以免残留固体损坏隔膜泵3.4水管卷筒进回水分别采用一个水管卷筒以备延伸管路使用，在进水管上装有一个温度表和一个压力表，以监测进水是否符合要求。3.5系统保护右一图为水系统安全阀，设定溢流压力6bar，保护系统不受损伤。右二图为进水路上的过滤器，过滤精度150um。用以清理进水中的杂质，保护系统元件。4.冷却位置内循环冷却的空压机组。内循环冷却的配电柜组。4.1冷却电机减速机5.换热器操作说明1.为避免瞬间启动压力波动过大造成板式换热器泄露情况，试水启动泵时，请先关闭进水阀门3/4，但全开出水阀，待换热器内部充满水时再开进水阀至1/2及3/4，直至全开。2.如果实际压差与设计压差差异很大时，请拆开过滤器清洗，再安装回去并重新试运行。如未安装过滤器而发现压降过高，则可能有两种情况：①水流量过大，超过设计值，此时可关小进口阀以减小流量或加大换热器面积。②换热器因杂物阻塞需拆开清洗6.注意事项1.内循环加注软水；2.低温工作要防冻，加注比例根据当地最低环境温度决定，一般比当地最低温度低5～10°；乙二醇浓度于冰点的关系浓度30﹪40﹪50﹪60﹪70﹪冰点-10℃-20℃-35℃-50℃-68℃空气系统（0XX-210-000-000）作用：为气动元件提供动力为保压提供气源参见：参考资料\032-210-000-000工业空气KQ.dwg压缩空气系统组成部分简介+压缩空气系统中主要设备包括空气压缩机、压缩空气储气罐、空气滤清器等。盾构机每一部分安装着压缩空气主管路和辅助管路，管路中装有一些必要的辅助元件，例如压力表，温度计，流量计，减压阀，球阀等。由于用到压缩空气的各个系统所需要的压力不一定和压缩空气主回路的压力相等，因此在压缩空气进入每个系统前都经过一个减压阀，使压力调整到系统所需要的值。盾构机的空气系统由两台37kw供气压力8bar供气量为6.6m3/min的空压机提供，在空压机出口经A、B两级过滤后，一路经C级过滤供往保压系统；另一路到达储气罐，储气罐能力为1m3，10bar，溢流压力8bar。主气路从气罐往盾体内输送，在1号拖车位置引出一条气路，给EP2,HBW和盾尾油脂提供动力；在设备桥处给泡沫提供原料；在盾体里经过多个三联件控制各系统的气动球阀。空气站A级过滤器额定流量6600L/min(ANR)工作压力1.6MPa除油精度0.1ppm除尘精度1μmB级过滤器额定流量6600L/min(ANR)工作压力1.6MPa除油精度0.01ppm除尘精度0.01μmC级过滤器（活性碳过滤器主要作用除味且达到人呼吸的国家标准，用于保压系统）额定流量14000L/min(ANR)工作压力14MPa除油精度0.003ppm右图为空压机组，由37KW的螺杆空压机和A、B两级过滤组成。空压机能力为：供气量6.6m3/min供气压力8bar。A级过滤器通过粒径1um，残油1ppm；B级过滤器通过粒径0.1um，残油0.1ppm。空压机开机、运输前的准备工作空压机开机前必须的准备工作：1.拆除运输固定架和固定螺栓，并存好备用2.调整皮带张紧度。3.接好三相线并检查线路及相序。4.检查急停按钮，在急停状态时顺时针旋转90°，进入启动状态。5.检查压缩机转向。6.为避免频繁启停空压机给空压机造成损伤，一般设定启停延时180S。空压机的操作面板右图为气动三联件，由减压阀、过滤器和油雾器组成。空气由管路进入过滤器，将其中的大粒径颗粒过滤掉，然后经减压阀输出恒定的压力，再携带上油雾器喷出的油分供给气动仪表或控制系统。油雾器喷出的油分可以对气动元件和控制器起到润滑作用。水分离器+上图为空气系统给紧急气囊密封供气的减压阀。设定压力一般为2bar。图示为气动球阀。气动球阀由阀体和执行器组成。电磁阀空压机+图示为前仓隔板上的水气通道。前仓作业时需要的水气以及氧气、乙炔都从此处供入。注意事项定期保养空压机，具体参见说明书；定期给三联件加油（25#～32#）；每班为空气罐放水。保压系统（032-211-000-000）作用：减少地表沉降量为开挖面提供支撑为人仓提供气源气体保压系统气体保压系统主要由气源、气源处理组件、减压阀、气动控制器、气动压力变送器、气动执行器、气动定位器、气动调节阀等元器件组成。控制变量是土仓的压力，操作变量是进入土仓的空气流量。把掘进开挖和排碴等能引起泥水压力变化的因素当成扰动因素，控制方式是负反馈闭环控制方式，可以有效地克服多个扰动的影响，使土压力保持平衡。配备双气路（一用一备）及自动保压系统，具备滤清功能，空压机配备有活性碳过滤器，可以使压缩空气达到作业人员呼吸的要求。空气压力平衡系统为德国SAMSON公司设计制造的一种全气动的压力调节装置，安装在前舱壁上的压力变送器随时检测实际土压力值，压力调节阀比较测得值与设定值，然后控制进气阀调节气垫舱的压力使之保持恒定压力。主要元件是1用1备两套PI调节器，此套系统能够在不用电的情况下将系统压差利用PI调节器计算后，控制进气阀门的通断来保证前舱压力稳定。参见：参考资料\023-211-000-000气体保压BY.DWG主要元件：自力式调压阀，目的是保持前方压力稳定。保压系统分完全一样的两路，一用一备，开启两个手动球阀中的球阀中的一个可以转换使用。第三级活性碳过滤器装在此系统前。保压系统能够保压，主要靠图示几个元件，分别为压力变送器、单座调节阀、PI调节器及其附件。单座调节阀+定位器压力变送器上图左侧为PI控制器+气源处理三联件+减压阀，右侧为安全阀。首先由压力变送器检测前仓压力,将压力值传送给PID控制器，由PID控制器与其设定值进行比较后控制调节阀开度进气或压力高于安全阀设定值后由安全阀排气来保持前仓压力稳定。PID操作说明注意事项定期查看保压系统是否工作正常；如有进仓需求，需全面检查系统，并准备内燃空压机以防停电。人仓系统（032-212-000-000）作用：为进入土仓提供接口为常压隧道到带压土仓过渡提供场所人舱系统1.术语对于该类型的产品，国外英文文献中称为：AirLock国内中文文献中称为：气闸、人行闸、人闸、人舱、或气压过渡舱等AirLock在现代英汉综合大辞典的解释是：气塞,气闸,气锁气压过渡舱称为气压过渡舱，望文生义，容易理解。所以在盾构机中运用的该类型产品应叫气压过渡舱，比较合适。在本文中，称该类型产品为：气压过渡舱582.气压过渡舱的用途在盾构隧道工程的施工过程中，为了：进行维修工作，以及进行地质调查。工作人员需要进入开挖舱和掌子面区域。在一定的地质水文条件下,开挖舱内可能具有高于大气压的压力。为了：能够使工作人员进入开挖舱和掌子面区域；并且能保障人身安全；不发生施工事故。最合适的办法是在盾构机中装配气压过渡舱（AirLock）。气压过渡舱用途就是为工作人员提供：——从低压气体环境到高压气体环境；——或从高压气体环境到低压气体环境的过渡缓冲空间，保障人身安全。593.气压过渡舱的实物结构形式604.气压过渡舱在盾构机上的安装位置615.气压过渡舱的分类和功能气压过渡舱(简称过渡舱)：是具有两个或多个舱室的压力容器，各舱室之间有通道门，各舱室之间能被封闭，能被压缩气体充压。人员过渡舱至少应由两个直接互相连接的舱室组成,一个是主舱室，另一个是易从常压下进入主舱室的入口舱室。入口舱室可以作为紧急减压舱室。材料过渡舱(简称材料舱)：仅允许材料和设备加、减压使用的过渡舱。人员过渡舱(简称人员舱)：仅允许人员加、减压使用的过渡舱。混合过渡舱(简称混合舱)：允许人员、以及材料和设备加、减压使用的过渡舱。626.气压过渡舱的结构原理简图双作用压力舱盾构的气压过渡舱63双压力舱盾构的气压过渡舱特点:两种结构形式，直筒型、L型。最少有2个舱室。气压过渡舱成为分离的舱体，通过连接法兰连接到耐压舱壁上。耐压舱壁上有一道门，能双向打开或紧密关闭。647.气压过渡舱的功能控制系统7.1原理图气压过渡舱不仅仅是能封闭的舱室，还具有多项安全保障控制系统。保障生命安全。欧洲模式，比较复杂。657.2功能控制系统配置人员舱的系统配置：为了满足安全需要，人员舱应配置的功能控制系统(舱内外操控)：1.供气、排气系统——提供加压和呼吸用压缩空气。在舱室内外能独立操作。舱内外均应设置机械式快速开启的应急排气阀，舱室外有限制最高压力的安全阀。2.通讯系统——每个舱室内配备两套独立的通讯电话：一套防爆电话，一套声能电话。3.消防系统——舱室内配备喷水系统。在舱室内外能独立操作。4.压力检测记录系统——实时测量记录舱室内压力变化情况。5.加热系统——防爆电加热器。在减压时如果舱内人员感到寒冷，可以提高舱内气温。6.照明系统——每个舱室内配备带应急照明的防爆耐压照明系统。7.时钟——防水防爆耐压钟表。显示当前时间，便于舱内人员观察掌握工作时间。8.温度测量——耐压温度计。显示舱内当前温度。9.气体采样分析仪——对氧气、一氧化碳、二氧化碳、瓦斯、硫化氢等气体进行采样分析。保证环境气体的安全性。材料舱的系统配置：为了满足安全需要，材料舱应配置的功能控制系统(舱内外操控)：1.供气、排气系统——提供加压和呼吸用压缩空气。在舱室内外能独立操作。舱内外均应设置机械式快速开启的应急排气阀，舱室外有限制最高压力的安全阀。2.压力检测记录系统——实时测量记录舱室内压力变化情况。混合舱的系统配置：与人员舱的系统配置相同。(设计理念不同，采用标准不同，各舱室功能系统的配置可能不同。)668.气压过渡舱的工作压力气压过渡舱的工作压力取决于盾构机开挖面的水土压力。P1-气压过渡舱的工作压力P-盾构机开挖面的水土压力67)(2.01barPP9.气压过渡舱的设备类别根据以上介绍，气压过渡舱不是普通的钢结构产品。根据《特种