梁 東 梁正文 孟令賓

一、概述

河南心連心化肥有限公司生產(chǎn)系統(tǒng)配置有3臺南京壓縮機廠生產(chǎn)的WPS135型空氣壓縮機，主要用于精脫硫系統(tǒng)和尿素系統(tǒng)。該機于2006年8月投入運行以來，逐漸暴露出因單級壓縮比高、冷卻系統(tǒng)冷卻面積小等造成活門檢修頻繁的問題，給生產(chǎn)工藝造成許多不利。

該空壓機為單作用兩級壓縮結構，采用級差式活塞可將大氣壓縮至最高排氣壓力3.0MPa。其工作原理為由濕式消聲過濾器過濾的空氣，經(jīng)Ⅰ級組合閥被吸入Ⅰ級氣缸，當被壓縮到一定的壓力，由Ⅰ級組合閥排出，進入氣缸蓋，再經(jīng)冷卻管冷卻，流進曲軸箱上的緩沖容積內(nèi)。然后通過氣道口經(jīng)Ⅱ級氣缸被壓縮到排氣壓力，由Ⅱ級組合閥排出，經(jīng)氣缸內(nèi)的氣道進入懸掛著的二級冷卻器內(nèi)冷卻。最后由二級分離再進行氣液分離，凈化后的壓縮空氣被送進氣瓶。

空壓機基本工作參數(shù)見表1。

二、存在問題及分析

該空壓機屬立式單列單缸二級差動水冷式壓縮機，冷卻水為一次水。由于該機原始冷卻水路設計的進口和出口各一個，一、二級冷卻水路為串聯(lián)形式，冷卻水必須經(jīng)過二級冷卻器并且吸收了壓縮空氣的熱量后才能到達一級冷卻器，這樣就造成了一級冷卻效果差，壓縮空氣溫度不能得到很好的降溫。另一方面，空壓機的一段出氣壓力達到0.6MPa，壓縮比為6，較高的壓縮比導致一段排氣溫度過高，再加上一段水冷換熱面積又偏?。ù蠹s1m2左右），故造成二段進氣溫度在夏季時高達100℃，不可避免的造成了二段排氣溫度達到160℃以上。

由于受以上一系列高溫的影響，導致空壓機缸體整體溫度偏高，潤滑油溫度也達到80℃左右。受工作介質空氣影響，空氣中的氧在高溫下促進了潤滑油的氧化分解，從而導致整個系統(tǒng)積炭較多，尤其是活門及散熱片上的積炭，對空氣壓縮機的正常運行帶來了很大的影響，散熱片上的積炭會進一步削弱冷卻效果，而活門上的積炭則會造成閥片彈簧的損壞，進而影響閥門的進、排氣功能，嚴重時會損壞到活塞甚至缸體。設備改造前，曾多次對缸體磨損處進行鍍層修復。夏季空壓機檢修頻率一般在每周一次，年維修費用高達3萬元左右。

表1

三、改進措施

第一步，改造冷卻水路。將一、二級冷卻水路由原始設計串聯(lián)形式改為并聯(lián)形式。為一、二級冷卻水路分別安裝一套進、排水管路，保證一、二級冷卻效果都能從源頭得到控制，改進前后的冷卻水路示意圖如圖1所示。

第二步，通過增加外部冷卻器，改變設備原始設計中氣體冷卻只能在壓縮機機體內(nèi)置冷卻管路冷卻的流程，進一步提高冷卻效果。具體措施如下（圖2）：用25mm×3.5mm的無縫碳鋼管制作一蛇形管換熱器，換熱面積為5m2，改變原有一段冷卻流程，將其分兩路進行冷卻，一路走原來的冷卻流程，從一段油分處將氣體引出進行二次冷卻，另一路從一段缸測溫點處引出進行冷卻，兩路氣體冷卻后在新增的過濾器處匯合，通過精密過濾后進入二段缸進行二段壓縮。

四、改進效果

通過第一步的改進，冷卻效果得到提高，一、二級排氣溫度由改進前的100℃和160℃左右分別降至60℃和80℃左右，設備檢修周期也由原來的每周一檢修延長到20天以上。

通過第二步改進，一段、二段排氣溫度均下降至50℃左右，空壓機的運行周期達到45天以上，大大降低了故障時間，減少了工人的勞動強度，同時年維修費用也降到了1萬元以下。