劉文曄

（杭州龍山化工有限公司，浙江杭州 311201）

技術(shù)討論

D－120／4型二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的改進(jìn)

劉文曄

（杭州龍山化工有限公司，浙江杭州 311201）

D－120／4型二氧化碳?jí)嚎s機(jī)在龍山聯(lián)堿壓縮工序中的使用情況，以及按照我廠的實(shí)際情況進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)。

支撐環(huán)；保護(hù)套；帶水問題

1 壓縮機(jī)介紹

1.1 工作原理

D－120／4型二氧化碳?jí)嚎s機(jī)系二列對(duì)稱平衡型往復(fù)活塞式壓縮機(jī)，該機(jī)是根據(jù)我廠的生產(chǎn)要求設(shè)計(jì)，最終壓力可達(dá)0.4 MPa，額定排氣量為120 m3／min。

電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)曲軸做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸上的曲柄軸帶動(dòng)連桿大頭回轉(zhuǎn)并通過連桿使連桿銷頭做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿小頭又帶動(dòng)十字頭在滑道中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)活塞做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這就是D－120／4二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的運(yùn)動(dòng)過程。其示意圖如圖1。

圖1 活塞式壓縮機(jī)原理圖

本壓縮機(jī)采用同步單軸伸電機(jī)通過聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)曲軸的結(jié)構(gòu)。本機(jī)包含1根曲軸、2根連桿、2個(gè)十字頭、2個(gè)活塞桿、1臺(tái)外置加油泵、2個(gè)冷卻器、1個(gè)油水分離器等。

1.2 潤滑系統(tǒng)

本機(jī)含有2套潤滑系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)潤滑系統(tǒng)和氣缸注油潤滑系統(tǒng)。

1）運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)潤滑系統(tǒng)

該系統(tǒng)有獨(dú)立的潤滑站為運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)提供壓力油，潤滑站由過濾盒、油泵、精濾器、油冷卻器和小電機(jī)等組成。機(jī)身油池內(nèi)的潤滑油經(jīng)粗過濾器過濾，油泵吸入加壓，經(jīng)冷卻器冷卻后，進(jìn)入精過濾器精濾，最后進(jìn)入曲軸油孔，潤滑連桿大頭軸瓦。通過連桿體油孔潤滑連桿小頭襯套，再經(jīng)十字頭銷、潤滑十字頭滑道摩擦面。

其中齒輪油泵由小電機(jī)帶動(dòng)，每分鐘輸油量大于等于60 L，泵蓋上裝有調(diào)壓閥，用來調(diào)節(jié)壓力，當(dāng)泵的排出壓力超過額定值時(shí)，調(diào)壓閥自動(dòng)開啟，被輸送的潤滑油就部分或全部地從壓力腔回流到油泵進(jìn)口，保證泵的使用。

2）氣缸注油潤滑系統(tǒng)

氣缸注油器注油潤滑，注油器是由潤滑站上小電機(jī)帶動(dòng)，供油量可以調(diào)節(jié)，每個(gè)注油點(diǎn)前都設(shè)有防止氣體倒流的止逆閥。

2 技術(shù)改進(jìn)

2.1 一級(jí)、二級(jí)支撐環(huán)

該機(jī)種分為一級(jí)、二級(jí)，每級(jí)含有兩套支撐環(huán)，結(jié)構(gòu)如圖2。

支撐環(huán)的材料為鋁，開車運(yùn)行一周以后，發(fā)現(xiàn)一、二級(jí)活塞桿明顯下沉。根據(jù)取出的支撐環(huán)情況看，下支撐環(huán)已經(jīng)和活塞底面相平，導(dǎo)致活塞與缸體直接接觸，磨損加劇。另外，上面的兩支撐環(huán)有局部磨損。同時(shí)，在拆除十字頭與活塞桿連接件時(shí)，發(fā)現(xiàn)活塞桿帶絲扣的地方斷裂，增加了設(shè)備的不安因素。由此可見，在我廠使用鋁支撐環(huán)不合適，鋁的耐磨性不夠。

根據(jù)這一現(xiàn)狀，我們重新選用了由巴氏合金組成的支撐環(huán)。在更換之后，運(yùn)行兩周，活塞桿下沉現(xiàn)象并未出現(xiàn)，同時(shí)檢查其中一臺(tái)，發(fā)現(xiàn)支撐環(huán)基本沒有磨損。說明新的支撐環(huán)暫時(shí)可以使用。然而在新的一個(gè)周期停車檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)上部兩根支撐環(huán)定位銷已經(jīng)把支撐環(huán)定位孔擊穿。同時(shí)影響到了氣缸，在氣缸壁上明顯出現(xiàn)了2個(gè)凹槽。這表明了支撐環(huán)改用巴氏合金以后，其產(chǎn)生的沖擊力大大增加，嚴(yán)重的影響了氣缸和活塞的完整性。因此，上部兩根支撐環(huán)明顯不適合采用巴氏合金做為材料。

根據(jù)這一情況，我們決定將上面兩根支撐環(huán)合二為一，材料采用耐磨、輕質(zhì)的石墨，同時(shí)將定位銷改在新支撐環(huán)頂部中心，并且在活塞相應(yīng)的位置上打孔，攻絲扣，更好的保持活塞、定位銷和支撐環(huán)之間的聯(lián)系。下部仍用巴氏合金制成支撐環(huán)如圖3。

更換之后，設(shè)備運(yùn)行基本正常，支撐環(huán)問題基本解決。

2.2 一級(jí)活塞桿及活塞桿與活塞組合方式

活塞桿與活塞，拼帽之間配合的嚴(yán)密性，影響著設(shè)備正常運(yùn)行的壽命，不同的搭配適用于不同的環(huán)境。

D－120／4壓縮機(jī)在我廠使用兩個(gè)月以后，出現(xiàn)了一段氣缸該被擊穿，活塞桿拼帽保護(hù)套飛出，設(shè)備癱瘓的嚴(yán)重問題。這不僅影響了生產(chǎn)，同時(shí)也存在事故隱患。

檢查一級(jí)活塞桿，發(fā)現(xiàn)活塞桿頂部端面以及拼帽保護(hù)套如圖4。

圖4 原一級(jí)活塞桿頂部端面及拼帽保護(hù)套

活塞桿端面只有2個(gè)固定螺絲孔，其深度30 mm，無法保證壓縮機(jī)一級(jí)正常運(yùn)行。運(yùn)行一段時(shí)間，2個(gè)螺栓出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，活塞桿保護(hù)套掉落。在壓縮過程中，一級(jí)前端活塞與氣缸的余隙為2.5 mm左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于活塞桿保護(hù)套寬度。在2個(gè)螺栓斷裂時(shí)，壓縮機(jī)仍然處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，導(dǎo)致活塞撞擊活塞桿保護(hù)套，力量傳至氣缸蓋，直接使氣缸蓋擊穿。

因此，我們要求廠家在活塞桿端面增加2孔，增加了兩者的搭配強(qiáng)度，提升了一段穩(wěn)定性。同時(shí)，我們也改造了保護(hù)套結(jié)構(gòu)，改用輕質(zhì)保護(hù)套，材料為3 mm鋼板。新設(shè)計(jì)的保護(hù)套不僅具有原來保護(hù)作用，同時(shí)因?yàn)橘|(zhì)量減輕，即使連接螺栓斷裂，活塞氣缸蓋也不會(huì)被擊穿，又為活塞增加了一層保險(xiǎn)。結(jié)構(gòu)示意圖如圖5，裝配圖如圖6 。

2.3 壓縮機(jī)帶水問題處理

液體的密度比氣體的大的多，在壓縮過程中，液體產(chǎn)生的動(dòng)量比氣體大的多，產(chǎn)生的沖擊力也就大，從而導(dǎo)致閥門閥片經(jīng)常斷裂。同時(shí)，如果液體沒有及時(shí)蒸發(fā)或者排出，大量液體積累，產(chǎn)生壓縮液體現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致支撐環(huán)磨損加劇，以及活塞、活塞桿、氣缸等部件損壞。

根據(jù)生產(chǎn)工藝，壓縮機(jī)抽進(jìn)的氣體往往帶有水分。含水分的多少嚴(yán)重的影響著壓縮機(jī)的壽命。因此，合理的控制含水量是勢(shì)在必行的。

1）我們將一級(jí)、二級(jí)冷卻器，中間分離器的排水口分別統(tǒng)一接入各自的排污灌。這樣容易日常排水，并且更容易觀察并判斷壓縮機(jī)帶進(jìn)去的水有沒有被分離出來。

2）回轉(zhuǎn)爐的爐氣是要通過洗滌塔再進(jìn)入壓縮機(jī)，可以通過增加氣體在洗滌塔中停留時(shí)間來減少水分。因此，我們?cè)诶淠敳吭黾恿艘欢尉彌_段，如下圖7所示。但是，檢查發(fā)現(xiàn)在爐氣出口管終端仍然囤積部分冷凝水，當(dāng)壓縮機(jī)抽負(fù)壓時(shí)，很容易將這些囤積的冷凝水吸進(jìn)壓縮機(jī)，使壓縮機(jī)帶水。因此，在爐氣出口管終端接排水管，排進(jìn)900×900× 600的排水罐，更好的減少了爐氣中所帶來的水分進(jìn)入壓縮機(jī)。

圖7 冷凝塔頂部緩沖段

通過以上方法，有效的減少水分跟隨氣體進(jìn)入壓縮機(jī)，大大增加了支撐環(huán)、閥門、活塞桿、活塞等部件壽命。

到目前為止，壓縮機(jī)已經(jīng)運(yùn)行1年多，主要問題已經(jīng)基本解決，設(shè)備運(yùn)行正常。

TQ 114.15

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1005－8370（2012）03－06－03

2011－11－10