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(jī)的改進(jìn)

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(jī)在運(yùn)行過(guò)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(jī)的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)對(duì)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，消除了上述現(xiàn)象。

活塞式壓縮機(jī)；運(yùn)行；隱患；結(jié)構(gòu)改進(jìn)

1 基本情況

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

表1 壓縮機(jī)參數(shù)

2臺(tái)壓縮機(jī)2007年5月進(jìn)廠安裝，從2007年10月開(kāi)始調(diào)試試車(chē)，到現(xiàn)在壓縮實(shí)際運(yùn)行時(shí)間滿6年左右，總計(jì)50000h。每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)間為25000h左右，約為2年左右。在2015年8月前2臺(tái)機(jī)組運(yùn)行中多次出現(xiàn)故障，影響安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期生產(chǎn)運(yùn)行。增大了操作運(yùn)行、維護(hù)保養(yǎng)、生產(chǎn)技術(shù)人員的工作，多次檢修切機(jī)增大了運(yùn)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(lái)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(jī)體上后測(cè)量變成橢圓，圓度、圓柱度都超差,達(dá)到0.70mm左右。

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

表2 氣缸檢測(cè)結(jié)果 ×10-2mm

壓縮機(jī)廠家給的結(jié)論是6進(jìn)6排12個(gè)氣閥布置時(shí)一級(jí)缸體剛度有些偏弱，重新設(shè)計(jì)成氣閥4進(jìn)4排均勻布置新結(jié)構(gòu)以增加一級(jí)缸體剛度。同時(shí)進(jìn)排氣閥增加加強(qiáng)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(yùn)行還是有響聲，但頻次比原結(jié)構(gòu)缸體要弱、要少。

(2)一級(jí)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(gè)支撐環(huán)槽及2個(gè)活塞環(huán)。活塞環(huán)槽運(yùn)行6個(gè)月左右磨損成梯形，外張口，活塞環(huán)槽磨損外張口達(dá)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(yùn)行1個(gè)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(diǎn)問(wèn)題從2007年裝置運(yùn)行到今，嚴(yán)重影響加氫裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)加大了非正常生產(chǎn)運(yùn)行成本。壓縮機(jī)廠家改為4進(jìn)4排氣閥對(duì)稱均勻布置的缸體，試運(yùn)行后以上現(xiàn)象仍存在。后來(lái)改用鑄鐵活塞環(huán)，一級(jí)缸沒(méi)有異常響聲，鑄鐵活塞環(huán)也沒(méi)有斷裂，但活塞環(huán)及缸套不耐磨，運(yùn)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(méi)有斷裂。為保證生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，我公司備長(zhǎng)期備用一個(gè)一級(jí)缸體，2個(gè)缸套。每年缸套都得返廠更換(缸套為過(guò)盈配合)，一個(gè)月左右就需對(duì)一級(jí)缸進(jìn)行拆檢。異常聲響使機(jī)組操作無(wú)法安全運(yùn)行，有時(shí)活塞環(huán)更換不及時(shí)斷成數(shù)段對(duì)缸套造成加劇磨損，嚴(yán)重影響安全穩(wěn)定運(yùn)行。運(yùn)行、檢修經(jīng)濟(jì)非正常成本過(guò)高，我公司內(nèi)部技術(shù)人員通過(guò)多次現(xiàn)場(chǎng)拆檢情況分析認(rèn)為：

(1)一級(jí)缸體整體變形，安裝把緊氣閥后變形量達(dá)0.70mm，活塞及密封部件在運(yùn)行過(guò)程中補(bǔ)償變形密封介質(zhì)時(shí)活塞環(huán)變形過(guò)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(shí)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(dá)不到密封目的。應(yīng)對(duì)活塞體材質(zhì)成份進(jìn)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(yùn)行二周左右拆檢測(cè)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(jìn)措施

多次與壓縮機(jī)原廠家溝通都沒(méi)有解決問(wèn)題的情況下，我公聯(lián)系了另外一家壓縮機(jī)制造公司，把這些年的運(yùn)行情況進(jìn)行了詳細(xì)的交流。重新設(shè)計(jì)一級(jí)缸，并制作相關(guān)部件，一級(jí)缸體要同原廠家的接口尺寸及形位尺寸配合合理，無(wú)安裝偏差，我們把一級(jí)缸體、活塞體、活塞環(huán)、支撐環(huán)、活塞桿、缸座等部件運(yùn)到新壓縮機(jī)制造公司，統(tǒng)一測(cè)繪、設(shè)計(jì)一級(jí)缸相關(guān)部件，最終方案如下：改進(jìn)后的缸體排列仍采用6進(jìn)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(jìn)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(shí)提高缸套內(nèi)表面的加工光潔度。

改造后的壓縮機(jī)2015年8月份安裝后運(yùn)行到現(xiàn)在已近8個(gè)月，在運(yùn)行6個(gè)月時(shí)停車(chē)檢修過(guò)此機(jī)組，各部件運(yùn)行一切正常。沒(méi)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(méi)有進(jìn)行更換。現(xiàn)在運(yùn)行過(guò)程在沒(méi)有異常聲響，運(yùn)行平穩(wěn)。同原缸體部件1個(gè)月之內(nèi)就出現(xiàn)異常聲響，需停車(chē)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(zhǎng)周期性。運(yùn)行成本、檢修成本大大降低。實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期運(yùn)行，低成本的穩(wěn)定生產(chǎn)，經(jīng)濟(jì)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(xiàn)格式：俞傳河，張述金.活塞式壓縮機(jī)的改進(jìn)[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