陳志強(qiáng) 鐘國華 李璐

摘 要 活塞壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)排氣溫度過高的情況時，往往因操作者的不夠重視而引起設(shè)備更加嚴(yán)重的損害，對工藝生產(chǎn)造成嚴(yán)重的影響。所以，操作者應(yīng)在日常巡檢過程中密切監(jiān)測設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況，如出現(xiàn)異常，應(yīng)及時排查，杜絕隱患。同時應(yīng)按設(shè)備使用說明書中的要求對設(shè)備定期進(jìn)行維護(hù)、檢修，根據(jù)零部件壽命定期更換必要的易損件，以保證設(shè)備安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

關(guān)鍵詞 活塞壓縮機(jī) 排氣溫度 定期維護(hù) 運(yùn)行安全

中圖分類號：TH457文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1活塞壓縮機(jī)的工作原理

當(dāng)曲軸旋轉(zhuǎn)時，通過連桿及十字頭的傳動，活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。壓縮機(jī)的一個工作循環(huán)式由膨脹、吸入、壓縮和排出4個階段組成的。（1）膨脹：當(dāng)活塞向一側(cè)運(yùn)動時，氣缸的容積增大，壓力下降，殘留在氣缸余隙腔內(nèi)的氣體不斷膨脹;（2）吸入：當(dāng)氣缸內(nèi)壓力降低至小于氣缸進(jìn)氣腔的壓力時，進(jìn)氣側(cè)的氣體推開吸氣閥進(jìn)入氣缸。隨著活塞繼續(xù)運(yùn)動，進(jìn)氣管道中的氣體繼續(xù)進(jìn)入氣缸，直至活塞運(yùn)動至止點(diǎn)為止;（3）壓縮：當(dāng)活塞向另一側(cè)運(yùn)動時，氣缸內(nèi)的容積逐漸縮小，氣體進(jìn)入了壓縮過程。因吸氣閥均有止逆作用，氣缸內(nèi)的氣體無法回流至進(jìn)氣管道中，排氣管道中的氣體也無法回流氣缸內(nèi)。因此氣缸內(nèi)的氣體質(zhì)量保持不變，活塞繼續(xù)運(yùn)動，縮小了氣缸內(nèi)的容積，使氣體的壓力不斷升高;（4）排出：當(dāng)氣缸內(nèi)的壓力高于氣缸排氣腔的壓力時，氣缸內(nèi)的氣體推開排氣閥。隨著活塞繼續(xù)運(yùn)動，氣缸內(nèi)的氣體進(jìn)入排氣管道直至活塞運(yùn)動至止點(diǎn)為止。

2活塞壓縮機(jī)排氣溫度

一般情況下，壓縮機(jī)的排氣溫度猶如氣體獲得壓力帶來的副作用，大多不僅無益還必須加以限制。（1）不飽和的烴類氣體，如乙烯、乙炔，當(dāng)溫度高時便能裂解。以乙炔為例，當(dāng)存在鐵銹或有其他催化作用的雜質(zhì)時，其裂解的溫度還會大大降低。（2）腐蝕性氣體溫度高時，腐蝕性增強(qiáng)。如氯氣。（3）壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)形式對排氣溫度的特殊要求對于往復(fù)壓縮機(jī)，排氣溫度的特殊要求分兩類：①壓縮機(jī)氣缸有油潤滑礦物油是傳統(tǒng)的潤滑劑，當(dāng)排氣溫度達(dá)160～180℃，絕大多數(shù)礦物油會在壓縮機(jī)排氣閥上及活塞環(huán)上產(chǎn)生結(jié)焦或積炭現(xiàn)象，若為空氣壓縮機(jī)，還會因?yàn)槠渲醒醯难趸饔枚炕狗e炭變得更嚴(yán)重。礦物油限制溫度的另一個原因是高溫時由粘性降低，潤滑性能惡化。②壓縮機(jī)氣缸無油潤滑無油潤滑時，活塞環(huán)、填料環(huán)等均使用具有自潤滑性能的有機(jī)材料，如聚四氟乙烯等。雖然他們允許的工作溫度可達(dá)280℃，但實(shí)際上，在機(jī)器運(yùn)行中直接摩擦面上的溫度會高于排氣溫度。因此，排氣溫度不宜高于160℃。

3活塞式壓縮機(jī)排氣溫度過高的原因分析

（1）排氣閥泄漏或下一級吸氣閥泄漏活塞壓縮機(jī)控制進(jìn)、排氣的氣閥主要由閥座、啟閉元件-閥片、彈簧、升程限制器（也稱閥蓋），以及把他們連接在一起的螺栓等組成，氣閥是壓縮機(jī)重要部件之一，氣缸內(nèi)氣體的吸入和排出是通過氣閥閥片的開閉來實(shí)現(xiàn)的，在閥片兩側(cè)氣體壓力差的作用下自動開啟，在升程限制器上彈簧力的作用下自動關(guān)閉。如排氣閥出現(xiàn)泄漏，在吸入過程中，處于氣缸排氣腔的高溫氣體會通過排氣閥吸入到氣缸中，導(dǎo)致氣缸內(nèi)吸氣側(cè)溫度升高，當(dāng)壓縮過程中，被吸入氣缸的高溫氣體被再次壓縮，在壓縮機(jī)數(shù)次工作循環(huán)過程中，有一部分氣體被循環(huán)多次壓縮，使之溫度累積上升。如下一級吸氣閥出現(xiàn)泄漏，將導(dǎo)致下一級吸氣量減少而導(dǎo)致本級排氣壓力升高，壓比變大，排氣溫度升高。如氣閥墊片密封不良或損壞時，原理同氣閥泄漏，同樣會造成排氣溫度異常升高。在壓力高、缸徑小、活塞桿粗的設(shè)備上，如氣閥出現(xiàn)泄漏，嚴(yán)重時可能會影響壓縮機(jī)的反向角，造成連桿小頭套與十字頭燒研等嚴(yán)重的事故及危害，所以氣閥的使用情況應(yīng)必須給與足夠的重視。（2）壓縮機(jī)排氣閥或止回閥阻力增加當(dāng)壓縮機(jī)排氣閥或止回閥閥片或彈簧發(fā)生卡滯時，排氣閥或止回閥無法完全開啟，當(dāng)排氣時，由于排氣通道受限，流速上升，氣閥壓力損失增加，導(dǎo)致缸內(nèi)排氣壓力升高，壓比增大，排氣溫度升高。（3）活塞環(huán)磨損或氣缸壁磨損泄漏量增加。作用在活塞環(huán)內(nèi)圓上的壓力，將環(huán)壓向氣缸壁，阻止了氣體沿氣缸壁面的泄漏。如活塞環(huán)泄漏、失效，在壓縮過程中，高壓側(cè)的高溫氣體泄漏至低壓側(cè)，導(dǎo)致氣缸內(nèi)吸氣側(cè)溫度升高，當(dāng)活塞反向運(yùn)動時，原吸氣側(cè)的氣體被再次壓縮，而高壓側(cè)的高溫氣體又再次泄漏至低壓側(cè)，在活塞數(shù)次工作循環(huán)過程中，排氣溫度將會累積上漏。（4）氣缸冷卻效果不佳氣缸通水冷卻其主要目的是使用冷卻水帶走活塞環(huán)、支撐環(huán)與氣缸壁之間產(chǎn)生的摩擦熱，當(dāng)氣缸冷卻水流通不暢，摩擦熱將影響缸內(nèi)的吸、排氣溫度，導(dǎo)致排氣溫度異常升高。（5）進(jìn)氣壓力過低、進(jìn)氣溫度過高、排氣壓力過高當(dāng)進(jìn)氣壓力過低或排氣壓力過高時，壓比增大，會導(dǎo)致排氣溫度升高。當(dāng)進(jìn)氣溫度過高時，排氣溫度亦會升高。壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，有時會因?yàn)閴嚎s機(jī)上游或下游其它裝置原因或工藝原因?qū)е聣嚎s機(jī)進(jìn)氣、排氣的壓力異常，從而導(dǎo)致排氣溫度升高。而當(dāng)壓縮機(jī)上游或級間冷卻器冷卻效果不佳時，會導(dǎo)致壓縮機(jī)進(jìn)氣溫度過高，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)排氣溫度升高。

4造成的危害級解決措施

壓縮機(jī)排氣溫度過高會造成以下影響：（1）壓縮機(jī)的效率降低、功耗增加;（2）部分工藝介質(zhì)會產(chǎn)生積炭;（3）使活塞環(huán)、支撐環(huán)、閥片等易損件壽命降低。當(dāng)出現(xiàn)排氣溫度異常升高時，應(yīng)采取下列措施：（1）觀察氣缸冷卻水回水管線上的水視鏡，或?qū)Ρ葰飧桌鋮s水進(jìn)出水溫度，確保氣缸冷卻水暢通;（2）使用測溫槍對氣缸每個吸排氣氣閥腔溫度進(jìn)行檢查，檢查是否有個別氣閥腔溫度高于正常溫度，以鑒別氣閥是否出現(xiàn)故障。如氣閥出現(xiàn)故障應(yīng)對氣閥進(jìn)行拆檢、維修或更換;（3）拆除活塞，檢查活塞環(huán)是否存損壞或磨損，如存在問題應(yīng)及時更換。

參考文獻(xiàn)

[1] 李新才，李正平.潤滑螺桿壓縮機(jī)一級排氣溫度高的故障處理[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016（22）.