劉鵑

（柳州壓縮機總廠，廣西 柳州 545002）

某糖業(yè)集團于2009年購進3 臺LW-42/3.6 型無油潤滑窯氣壓縮機，作為燃燒甘蔗渣窯氣廢氣回收利用開發(fā)項目的設(shè)備之一。壓縮機型式為L 型、往復(fù)活塞式、氣缸無油潤滑。氣體簡易流程為：窯氣經(jīng)進氣過濾器→一級壓縮→中間冷卻器→二級壓縮→后冷卻器→窯氣利用。

LW-42/3.6 型無油潤滑窯氣壓縮機，是某專業(yè)廠家生產(chǎn)的，該廠技術(shù)力量雄厚，研制開發(fā)能力強，各種加工檢測設(shè)備齊全，設(shè)計和制造都具有國內(nèi)先進性。

1 無油潤滑窯氣壓縮機故障

2010年度蔗糖榨季使用后，該機型運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，可靠性高，機組噪聲低，機械振動小，運行情況良好。然而，好景不長，2011年7月無油潤滑窯氣壓縮機發(fā)生了嚴(yán)重的故障，十字頭及連桿銅套等已經(jīng)嚴(yán)重?fù)p壞，整個氣腔通道銹蝕嚴(yán)重，氣缸鏡面已無金屬光澤。

具有先進技術(shù)的產(chǎn)品，在使用不到一年就發(fā)生了事故。用戶和制造廠及時組成了事故調(diào)查組，親臨現(xiàn)場勘察。

2 故障原因分析

2.1 氣體工藝流程

氣體工藝流程為：燃燒的蔗渣產(chǎn)生的氣體（窯氣）—除塵—冷卻—穩(wěn)壓罐—分別進入3 臺無油潤滑窯氣壓縮機—后冷卻器—分離罐（利用CO2）。如圖1 所示。

從氣體工藝流程中可知，窯氣在產(chǎn)生和處理過程中氣體夾帶著大量的水份和灰塵，經(jīng)測定，含水已到了飽和狀態(tài)（相對濕度100%）；溫度40℃；灰塵達(dá)含量50 mg/m3；灰塵大小0.1 mm。

圖1 氣體工藝流程

2.2 故障原因

經(jīng)分析認(rèn)為，造成壓縮機故障的主要原因是氣質(zhì)差，氣體含水、含塵過大。由于氣體相對濕度100%，溫度為40℃，一旦碰到＜40℃的氣腔壁時，就會出現(xiàn)冷凝水。過量的水份進入氣缸，壓縮機在運行時形成水擊（水錘）現(xiàn)象，加上腔內(nèi)臟和生銹的原因，摩擦阻力增大，造成活塞力瞬間增大超荷，而致使十字頭、連桿銅套等受破壞。

在拆機勘察過程中，發(fā)現(xiàn)整個氣腔的凹坑里，都積有很多水，同時氣閥臟、堵嚴(yán)重，這證實了以上分析的正確。而且，該機型為無油潤滑，活塞環(huán)、支承環(huán)均采用自潤滑材料，當(dāng)腔壁粘水后，很容易發(fā)生銹蝕，特別是在停機后，缺乏正確的維護保養(yǎng)，再次開機時，會增大摩擦阻力，極易發(fā)生故障。

3 應(yīng)對處理措施

3.1 增設(shè)分離器

（1）分離器的作用。根據(jù)故障原因，進入壓縮機氣缸前的氣體品質(zhì)差，是導(dǎo)致故障的主要原因。因此，必須將氣體處理合格后，才能進行壓縮。即在壓縮機進氣前，設(shè)置分離器（如圖2 所示）。

圖2 分離器

利用慣性分離、絲網(wǎng)除沫原理，既是氣液分離，也是氣固分離，當(dāng)氣體通過除沫器中設(shè)置的用細(xì)絲編織的絲網(wǎng)時，可以除去氣體中夾帶的大顆粒水、塵等雜質(zhì)，可濾去氣體中的0.9 μm 顆粒，效率高達(dá)90%以上，能滿足無油潤滑窯氣壓縮機入口的氣體品質(zhì)要求。

結(jié)合現(xiàn)場實際，3 臺壓縮機進口處有一個直徑為1 400 mm 的穩(wěn)壓罐，可以將其改造成分離器，即在其內(nèi)部增設(shè)絲網(wǎng)除沫器。分離器的作用，是根據(jù)液體和氣體的重度差別，利用氣流方向和速度改變時的慣性作用，使液體和氣體互相分離。同時，經(jīng)過絲網(wǎng)時可濾去大顆粒雜質(zhì)。

（2）分離器分離原理。氣體互相分離方式，有折向分離和碰撞分離兩種。

一是折向分離——當(dāng)氣體沿進氣管進入容器后，氣流作90°折向的同時，流速急劇下降，重度較大的液滴，向下降落，而氣體向上運動經(jīng)出氣管流出。這時氣體在容器內(nèi)向上運動的速度越低，分離效果越好。

二是碰撞分離——利用絲網(wǎng)實現(xiàn)，當(dāng)氣體進入分離器后，碰撞作用是指微粒隨氣流運動，當(dāng)氣流碰撞障礙物時，氣流發(fā)生改變方向，較大質(zhì)量的微粒，由于慣性的原因，不易于改變方向，便粘附在障礙物上。即氣體撞擊絲網(wǎng)除沫器的網(wǎng)塊和容器壁，使液滴附在絲網(wǎng)和壁面上，并形成水珠降落，積聚在容器底部，由排污管排出。

（3）根據(jù)分離原理，確定絲網(wǎng)除沫器的參數(shù)。

一是操作氣速。氣體通過絲網(wǎng)的氣速應(yīng)選取適宜。氣速過低，夾帶的霧沫在氣體中飄蕩，未與絲網(wǎng)細(xì)絲碰撞，就隨著氣流通過絲網(wǎng)而被氣體帶走；氣速過高，聚集的液滴不易從絲網(wǎng)上下落，液體充滿絲網(wǎng)，造成液泛，以致一度被捕集的液滴又飛濺起來，再次被氣體攜帶去，使分離效率急劇下降。

經(jīng)理論分析和實踐證明，操作氣速Vg取1.5～3 m/s 時，分離效率最高，取Vg=2.5 m/s。

二是絲網(wǎng)除沫器直徑。氣體處理量

絲網(wǎng)除沫器的直徑

三是選取絲網(wǎng)除沫器的結(jié)構(gòu)型式。如圖2 所示，穩(wěn)壓罐的直徑為1.4 m，無設(shè)備法蘭，人孔位置開設(shè)在絲網(wǎng)除沫器的下面，因此選縮徑型下裝式絲網(wǎng)除沫器，條形網(wǎng)塊，公稱直徑D = 1 000 mm，高度H =150 mm，絲網(wǎng)材料選用不銹鋼絲。

3.2 使用新型防污氣閥

針對窯氣氣體品質(zhì)比較差，宜使用新型防污氣閥。其特點是氣閥表面光滑，臟物不易附著，也不會在氣缸內(nèi)積聚，造成摩察阻力增大，雜質(zhì)可隨氣流帶走，不會造成氣閥堵塞，延長氣閥的使用壽命。當(dāng)然，前期投資成本會較高。

3.3 注意維修保養(yǎng)

另外，用戶在使用壓縮機時，應(yīng)注意維修保養(yǎng)，使壓縮機能更好地運行。

4 結(jié)束語

經(jīng)過現(xiàn)場改造，把穩(wěn)壓罐改制為分離器，更換了損壞的零部件，LW-42/3.6 型無油潤滑窯氣壓縮機已再次投入使用，運行情況良好，給用戶帶來良好的經(jīng)濟效益，用戶十分滿意。這證實了以上故障分析是正確的，處理方法也是行之有效的。

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