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型二氧化碳壓縮機的改進

劉文曄

（杭州龍山化工有限公司，浙江杭州 311201）

D－120／4型二氧化碳壓縮機在龍山聯(lián)堿壓縮工序中的使用情況，以及按照我廠的實際情況進行進一步的改進。

支撐環(huán)；保護套；帶水問題

1 壓縮機介紹

1.1 工作原理

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

電動機帶動曲軸做旋轉(zhuǎn)運動，曲軸上的曲柄軸帶動連桿大頭回轉(zhuǎn)并通過連桿使連桿銷頭做往復(fù)運動，連桿小頭又帶動十字頭在滑道中做往復(fù)運動，從而帶動活塞做往復(fù)運動。這就是D－120／4二氧化碳壓縮機的運動過程。其示意圖如圖1。

圖1 活塞式壓縮機原理圖

本壓縮機采用同步單軸伸電機通過聯(lián)軸器驅(qū)動曲軸的結(jié)構(gòu)。本機包含1根曲軸、2根連桿、2個十字頭、2個活塞桿、1臺外置加油泵、2個冷卻器、1個油水分離器等。

1.2 潤滑系統(tǒng)

本機含有2套潤滑系統(tǒng)：運動機構(gòu)潤滑系統(tǒng)和氣缸注油潤滑系統(tǒng)。

1）運動機構(gòu)潤滑系統(tǒng)

該系統(tǒng)有獨立的潤滑站為運動機構(gòu)提供壓力油，潤滑站由過濾盒、油泵、精濾器、油冷卻器和小電機等組成。機身油池內(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，進入精過濾器精濾，最后進入曲軸油孔，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帶動，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，當泵的排出壓力超過額定值時，調(diào)壓閥自動開啟，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帶動，供油量可以調(diào)節(jié)，每個注油點前都設(shè)有防止氣體倒流的止逆閥。

2 技術(shù)改進

2.1 一級、二級支撐環(huán)

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

支撐環(huán)的材料為鋁，開車運行一周以后，發(fā)現(xiàn)一、二級活塞桿明顯下沉。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，在拆除十字頭與活塞桿連接件時，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，運行兩周，活塞桿下沉現(xiàn)象并未出現(xiàn)，同時檢查其中一臺，發(fā)現(xiàn)支撐環(huán)基本沒有磨損。說明新的支撐環(huán)暫時可以使用。然而在新的一個周期停車檢修時，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。同時影響到了氣缸，在氣缸壁上明顯出現(xiàn)了2個凹槽。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)備運行基本正常，支撐環(huán)問題基本解決。

2.2 一級活塞桿及活塞桿與活塞組合方式

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

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

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

圖4 原一級活塞桿頂部端面及拼帽保護套

活塞桿端面只有2個固定螺絲孔，其深度30 mm，無法保證壓縮機一級正常運行。運行一段時間，2個螺栓出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，活塞桿保護套掉落。在壓縮過程中，一級前端活塞與氣缸的余隙為2.5 mm左右，遠遠小于活塞桿保護套寬度。在2個螺栓斷裂時，壓縮機仍然處于運動狀態(tài)，導(dǎo)致活塞撞擊活塞桿保護套，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度，提升了一段穩(wěn)定性。同時，我們也改造了保護套結(jié)構(gòu)，改用輕質(zhì)保護套，材料為3 mm鋼板。新設(shè)計的保護套不僅具有原來保護作用，同時因為質(zhì)量減輕，即使連接螺栓斷裂，活塞氣缸蓋也不會被擊穿，又為活塞增加了一層保險。結(jié)構(gòu)示意圖如圖5，裝配圖如圖6 。

2.3 壓縮機帶水問題處理

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，如果液體沒有及時蒸發(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，壓縮機抽進的氣體往往帶有水分。含水分的多少嚴重的影響著壓縮機的壽命。因此，合理的控制含水量是勢在必行的。

1）我們將一級、二級冷卻器，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帶進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入壓縮機，可以通過增加氣體在洗滌塔中停留時間來減少水分。因此，我們在冷凝塔頂部增加了一段緩沖段，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，當壓縮機抽負壓時，很容易將這些囤積的冷凝水吸進壓縮機，使壓縮機帶水。因此，在爐氣出口管終端接排水管，排進900×900× 600的排水罐，更好的減少了爐氣中所帶來的水分進入壓縮機。

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入壓縮機，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，壓縮機已經(jīng)運行1年多，主要問題已經(jīng)基本解決，設(shè)備運行正常。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）03－06－03

2011－11－10