俞傳河，張述金

(陜西煤業(yè)神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

活塞式壓縮機的改進

俞傳河，張述金

(陜西煤業(yè)神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

陜西煤業(yè)神木天元化工有限公司使用的活塞式壓縮機在運行過程出現(xiàn)刮缸、氣閥變形、活塞環(huán)斷裂、缸套磨損嚴(yán)重等故障和隱患，影響了壓縮機的長周期穩(wěn)定運行。通過對壓縮機的結(jié)構(gòu)改進，消除了上述現(xiàn)象。

活塞式壓縮機；運行；隱患；結(jié)構(gòu)改進

1 基本情況

陜西煤業(yè)神木天元化工有限公司2臺新氫壓縮機，型號：MW-49.2/11-182，參數(shù)如表1：

表1 壓縮機參數(shù)

2臺壓縮機2007年5月進廠安裝，從2007年10月開始調(diào)試試車，到現(xiàn)在壓縮實際運行時間滿6年左右，總計50000h。每臺機組運行時間為25000h左右，約為2年左右。在2015年8月前2臺機組運行中多次出現(xiàn)故障，影響安全穩(wěn)定長周期生產(chǎn)運行。增大了操作運行、維護保養(yǎng)、生產(chǎn)技術(shù)人員的工作，多次檢修切機增大了運行、檢修成本。

2 故障現(xiàn)象

(1)有頻繁刮缸干磨的異常響聲，給生產(chǎn)操作帶來較大安全隱患。缸體裝上氣閥后有變形現(xiàn)象，缸體內(nèi)徑∮600+0.063mm，安裝到機體上后測量變成橢圓，圓度、圓柱度都超差,達到0.70mm左右。

氣缸檢測(內(nèi)徑Φ600mm)單位0.01 mm,結(jié)果見表2。

表2 氣缸檢測結(jié)果 ×10-2mm

壓縮機廠家給的結(jié)論是6進6排12個氣閥布置時一級缸體剛度有些偏弱，重新設(shè)計成氣閥4進4排均勻布置新結(jié)構(gòu)以增加一級缸體剛度。同時進排氣閥增加加強筋以減少變形量，新結(jié)構(gòu)缸體安裝氣閥后垂直、水平方向變形數(shù)據(jù)如表3(單位0.01 mm)：

表3 新結(jié)構(gòu)缸體安裝氣閥后垂直、水平方向變形數(shù)據(jù) ×10-2mm

新結(jié)構(gòu)缸體比舊結(jié)構(gòu)缸體變形量變小，運行還是有響聲，但頻次比原結(jié)構(gòu)缸體要弱、要少。

(2)一級活塞體為鑄鋁ZL401材質(zhì)，前后兩體中分式結(jié)構(gòu)，分別有1個支撐環(huán)槽及2個活塞環(huán)?；钊h(huán)槽運行6個月左右磨損成梯形，外張口，活塞環(huán)槽磨損外張口達1mm，具體數(shù)據(jù)如表4。

表4 活塞環(huán)槽磨損數(shù)據(jù) mm

表4(續(xù)) mm

(3)缸套不耐磨，新?lián)Q的缸套運行1個月左右內(nèi)徑方向就磨損掉0.10mm以上，使用壽命只有1年多。

3 原因分析

以上幾點問題從2007年裝置運行到今，嚴(yán)重影響加氫裝置的安全穩(wěn)定運行，同時加大了非正常生產(chǎn)運行成本。壓縮機廠家改為4進4排氣閥對稱均勻布置的缸體，試運行后以上現(xiàn)象仍存在。后來改用鑄鐵活塞環(huán)，一級缸沒有異常響聲，鑄鐵活塞環(huán)也沒有斷裂，但活塞環(huán)及缸套不耐磨，運行20天左右缸體直徑方向磨損近0.30mm，活塞環(huán)也磨掉2mm左右，但鑄鐵活塞環(huán)沒有斷裂。為保證生產(chǎn)穩(wěn)定運行，我公司備長期備用一個一級缸體，2個缸套。每年缸套都得返廠更換(缸套為過盈配合)，一個月左右就需對一級缸進行拆檢。異常聲響使機組操作無法安全運行，有時活塞環(huán)更換不及時斷成數(shù)段對缸套造成加劇磨損，嚴(yán)重影響安全穩(wěn)定運行。運行、檢修經(jīng)濟非正常成本過高，我公司內(nèi)部技術(shù)人員通過多次現(xiàn)場拆檢情況分析認為：

(1)一級缸體整體變形，安裝把緊氣閥后變形量達0.70mm，活塞及密封部件在運行過程中補償變形密封介質(zhì)時活塞環(huán)變形過大，活塞環(huán)在氣體壓力、缸體形變形成的應(yīng)力共同作用下密封效果不好，產(chǎn)生漏氣，發(fā)出異常的響聲。

(2)活塞體材質(zhì)表面硬度不夠，活塞環(huán)槽短時間內(nèi)磨損變成外張口的梯形，這樣活塞環(huán)槽側(cè)面同缸徑內(nèi)壁不垂直，造成活塞環(huán)外表面不能很好同缸體內(nèi)表面接觸，達不到密封目的。應(yīng)對活塞體材質(zhì)成份進行改善或硬化活塞體的表面硬度，提高活塞環(huán)槽的耐磨性。

(3)缸套表面加工精度不夠，新缸套試運行二周左右拆檢測量直徑方向都要磨損掉0.10mm以上，活塞環(huán)也磨損嚴(yán)重，氣缸內(nèi)很多黑油泥。

4 及改進措施

多次與壓縮機原廠家溝通都沒有解決問題的情況下，我公聯(lián)系了另外一家壓縮機制造公司，把這些年的運行情況進行了詳細的交流。重新設(shè)計一級缸，并制作相關(guān)部件，一級缸體要同原廠家的接口尺寸及形位尺寸配合合理，無安裝偏差，我們把一級缸體、活塞體、活塞環(huán)、支撐環(huán)、活塞桿、缸座等部件運到新壓縮機制造公司，統(tǒng)一測繪、設(shè)計一級缸相關(guān)部件，最終方案如下：改進后的缸體排列仍采用6進6排型式，但在圓周上采用均勻布置，使設(shè)備的整體受力均勻。缸套采用活缸套，盡可能消除缸體殘余變形量，新缸體變形情況數(shù)據(jù)如表5。 活塞體材料仍采用ZL401,但表面進行硬化處理，提高硬度，增加耐磨性。

將缸體材質(zhì)為HT250改成QT450，同時提高缸套內(nèi)表面的加工光潔度。

改造后的壓縮機2015年8月份安裝后運行到現(xiàn)在已近8個月，在運行6個月時停車檢修過此機組，各部件運行一切正常。沒有異常聲響，活塞環(huán)、活塞環(huán)槽、缸套磨損較小，不影響使用沒有進行更換?，F(xiàn)在運行過程在沒有異常聲響，運行平穩(wěn)。同原缸體部件1個月之內(nèi)就出現(xiàn)異常聲響，需停車檢修更換備件相比，極大地提高了操作的安全性、穩(wěn)定性、長周期性。運行成本、檢修成本大大降低。實現(xiàn)了長周期運行，低成本的穩(wěn)定生產(chǎn)，經(jīng)濟效益非常明顯。

表5 新缸體變形情況數(shù)據(jù) ×10-2mm

(本文文獻格式：俞傳河，張述金.活塞式壓縮機的改進[J].山東化工，2016，45(12)：94-95.)

2016-04-21

俞傳河(1970—)，黑龍江哈爾濱人，本科，工程師，從事壓力容器使用管理、制造工作。

TH457

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1008-021X(2016)12-0094-02