李玉秀，王中林

(遼寧石油化工大學(xué)順華能源學(xué)院，遼寧 撫順 113001)

1 引言

在一些企業(yè)的動(dòng)力廠空壓站中，經(jīng)常采用幾臺(tái)L8－60/8壓縮機(jī)配合使用，供企業(yè)生產(chǎn)動(dòng)力用風(fēng)。L8－60/8壓縮機(jī)為L(zhǎng)型、二級(jí)、雙缸、雙作用水冷式活塞壓縮機(jī)，輸送介質(zhì)為空氣，排氣量每分鐘60m3，最高排氣壓力0.8MPa(表壓)，幾臺(tái)同型號(hào)壓縮機(jī)的配合使用，可很好的協(xié)調(diào)生產(chǎn)用風(fēng)，減小浪費(fèi)。

空氣經(jīng)一級(jí)氣缸壓縮后，一級(jí)排氣溫度可達(dá)120～160℃，一級(jí)排氣壓力達(dá)到0.2MPa(絕壓)，壓縮后的高溫氣體經(jīng)冷卻后，溫度降至50℃左右，壓縮空氣中會(huì)有部分水蒸汽冷凝析出，冷卻后的氣體進(jìn)入二級(jí)氣缸繼續(xù)壓縮。在生產(chǎn)中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)常因二級(jí)排氣溫度高于160℃而運(yùn)行不穩(wěn)，頻繁跳車，影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。檢查中發(fā)現(xiàn)造成壓縮機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)的主要參數(shù)是二級(jí)排氣溫度，聯(lián)系氣體壓縮工藝流程，對(duì)產(chǎn)生運(yùn)行不穩(wěn)的主要原因進(jìn)行分析并提出解決措施。

2 氣體通道中存在的問題

2.1 氣閥漏氣

L8－60/8壓縮機(jī)的氣閥是環(huán)狀閥，氣閥是氣體進(jìn)出空壓機(jī)的通道，閥片的密封性能關(guān)系到壓縮機(jī)能否穩(wěn)定運(yùn)行。氣閥是易損件，極易出現(xiàn)因閥片閉合不嚴(yán)而漏氣。泄露最終會(huì)影響排氣溫度的升高。圖1為氣閥工作原理圖，由圖可看出影響氣閥密封性能的因素有閥片、彈簧。

閥片影響氣閥泄露的原因是疲勞損壞或磨損。一方面由于閥片承受著頻繁的撞擊，閥片及易產(chǎn)生疲勞損壞;另一方面環(huán)狀閥片與升程限制器及閥座工作面之間產(chǎn)生的摩擦磨損，可減弱閥片強(qiáng)度，降低使用壽命，引起閥片的磨損而產(chǎn)生漏氣。還有如閥片翹曲等原素而導(dǎo)致的閥片閉合不嚴(yán)而漏氣。

圖1 氣閥工作原理圖

彈簧影響氣閥泄露的原因:彈簧從閥片全閉到全啟，其載荷由預(yù)壓縮力變化到最大壓縮力，承受脈動(dòng)循環(huán)載荷，引起疲勞破壞。當(dāng)一個(gè)閥片下的幾個(gè)彈簧彈力降低或失效，都會(huì)引起閥片的傾斜，導(dǎo)致閥片閉合不嚴(yán)而漏氣。

閥片損壞和彈簧失效這兩種故障常?；橐蚬P(guān)系，閥片損壞可導(dǎo)致彈簧失效速度加快;彈簧失效使得閥片對(duì)升程限制器和閥座的沖擊速度和撞擊力增大，導(dǎo)致閥片碎裂。這些因素都將引起氣閥的泄露，從而使排氣溫度升高。主要原因:吸氣閥漏氣，導(dǎo)致已吸入氣缸的氣體在活塞返程時(shí)向進(jìn)氣管回流，減少進(jìn)氣量，同時(shí)排氣量也有所下降，氣缸內(nèi)溫度升高，造成排氣溫度升高;而排氣閥漏氣，會(huì)減少排氣量和進(jìn)氣量，使排氣管路內(nèi)被壓縮的高溫高壓氣體倒流，使氣缸內(nèi)壓縮氣體溫度升高，排氣溫度上升。如果是二級(jí)排氣閥漏氣，排氣溫度升高則更加明顯。

2.2 氣體走短路

L8－60/8壓縮機(jī)的中間冷卻器是管板式換熱器，冷卻水走管程，壓縮空氣走殼程。當(dāng)與一級(jí)氣缸連接的擋板處密封墊脫落或擋板焊縫開裂時(shí)，部分壓縮空氣將不經(jīng)中間冷卻器充分冷卻直接短路進(jìn)入二級(jí)氣缸，造成二級(jí)氣缸進(jìn)氣溫度過高，使二級(jí)排氣溫度劇增。

2.3 缸內(nèi)氣體串氣

壓縮機(jī)的活塞環(huán)是鑄鐵材質(zhì)，活塞環(huán)易磨損，這將導(dǎo)致空壓機(jī)缸內(nèi)密封效果變差，處在壓縮過程一側(cè)的高溫高壓氣體將通過活塞環(huán)與缸壁的間隙漏人低壓一側(cè)，導(dǎo)致氣缸工作腔內(nèi)部發(fā)生串氣。高溫高壓氣體意外進(jìn)入將使進(jìn)氣溫度升高，從而導(dǎo)致排氣溫度升高。

2.4 冷卻效果差

壓縮機(jī)的冷卻水管路采用串聯(lián)系統(tǒng)，空壓機(jī)經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，缸體中間水套內(nèi)存在較多水垢和淤泥，降低了換熱效果，一級(jí)排氣溫度得不到有效降低。中間冷卻器的管束堵塞造成冷卻水流量減小，使有用冷卻面積減少，冷卻效果降低，因此二級(jí)進(jìn)氣溫度高于設(shè)計(jì)進(jìn)氣溫度，而且冷卻水入口溫度高，換熱效率低，引起二級(jí)排氣溫度也升高。后部冷卻器殼程內(nèi)的冷凝水排放不及時(shí)，引起積水過多，使二級(jí)排氣受阻，排氣不暢，排氣管路內(nèi)背壓升高，引起排氣壓力隨之升高，因此二級(jí)排氣溫度進(jìn)一步升高，引起運(yùn)行不穩(wěn)，壓縮機(jī)頻繁跳車。

3 解決措施

3.1 定期巡檢及更換易損件

要求操作工做到勤檢查，利用工具——聽棒對(duì)氣閥進(jìn)行聽診。氣閥運(yùn)行聲響清脆，說明氣閥零件正常，若聽到“嘶嘶”的尖叫聲，閥片可能損壞或氣閥漏氣。經(jīng)常摸一摸閥壓蓋，如果閥壓蓋燙手，則表示溫度較高，可判斷為氣閥漏氣或已損壞。對(duì)損壞的氣閥必須及時(shí)進(jìn)行檢修或者更換。每次安裝新的氣閥，彈簧要求統(tǒng)一更換，而且必須認(rèn)真檢查每個(gè)彈簧的性能，保證氣閥正常工作。

定期更換活塞環(huán)，保證缸內(nèi)間隙不超標(biāo)，提高氣缸體內(nèi)的密封效果，防止壓縮空氣在缸體內(nèi)部串氣。

定期更換中間冷卻器的密封墊，確保一級(jí)氣缸內(nèi)出來的壓縮空氣全部經(jīng)過中間冷卻器，避免壓縮空氣短路。同時(shí)，定期對(duì)冷卻器進(jìn)行解體清洗，定期排放冷卻器內(nèi)積水，提高設(shè)備的冷卻效果。

3.2 改造冷卻管路

改造前壓縮機(jī)的冷卻水管路采用串聯(lián)系統(tǒng)，冷卻水先進(jìn)入一級(jí)氣缸，然后進(jìn)入中間冷卻器，接著是二級(jí)氣缸，最后是后部冷卻器。經(jīng)中間冷卻器換熱后的冷卻水溫度升高，進(jìn)入二級(jí)氣缸水套，冷卻效果明顯不好。

改造后，采用冷卻水管路并聯(lián)，即氣缸和冷卻器都有獨(dú)立的冷卻管路有各自的進(jìn)水閥控制水流速度，而且每條冷卻管路的出口都安裝在一個(gè)水槽上，可隨時(shí)用手感覺排水溫度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻效果的好壞，準(zhǔn)確判斷影響二級(jí)排氣溫度升高的原因。改造后每條冷卻管路的冷卻效果很好，一級(jí)排氣溫度降到50℃，二級(jí)排氣溫度降到110℃，保證壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行。

另外針對(duì)缸體水套內(nèi)存在較多水垢和淤泥，冷卻水流動(dòng)不暢，冷卻效果不好的現(xiàn)象，應(yīng)定期對(duì)水套進(jìn)行沖洗，減少水垢和淤泥的大量沉積，提高換熱效果。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)冷卻系統(tǒng)改造后，在日常工作中加強(qiáng)設(shè)備管理，對(duì)設(shè)備的相關(guān)部位進(jìn)行定期檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，空壓機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)的現(xiàn)象得到根本解決，企業(yè)的穩(wěn)定生產(chǎn)得到了保證。

[1]李 云，姜培正.過程流體機(jī)械[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

[2]活塞式壓縮機(jī)編寫組.活塞式壓縮機(jī)設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1981.

[3]李玉秀.空壓機(jī)跳車原因分析及解決措施[J].壓縮機(jī)技術(shù)，2012(3):24－26.