李國華

（中國石化北京燕山分公司，北京 102500)

某型號往復(fù)式壓縮機(jī)為2D型往復(fù)式壓縮機(jī)，其布局形式為二列二級臥式對稱平衡型。該往復(fù)式壓縮機(jī)在實際運(yùn)行過程中，曾連續(xù)出現(xiàn)了兩次故障情況，故障表現(xiàn)為潤滑系統(tǒng)設(shè)計不合理、油冷卻器換熱系統(tǒng)換熱效果無法滿足往復(fù)式壓縮機(jī)實際運(yùn)行需求等，并且還出現(xiàn)過十字頭銷堵油片裂縫跑油的情況。為確定故障的根源，對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行了拆解，最終發(fā)現(xiàn)往復(fù)式壓縮的軸承、襯套出現(xiàn)磨損情況，分析問題產(chǎn)生原因后確定此往復(fù)式壓縮機(jī)的十字頭銷設(shè)計不合理，具體表現(xiàn)為十字頭襯套結(jié)構(gòu)不合理、油路分布不均勻等。對于該些問題，本文提出了相應(yīng)的優(yōu)化策略。

1 往復(fù)式壓縮機(jī)十字頭銷優(yōu)化

本文所研究的往復(fù)式壓縮機(jī)十字頭銷兩端油孔封蓋厚度約為1.5mm，采用焊接的方式固定在十字頭銷兩側(cè)，但由于此油封蓋的實際厚度比較薄，質(zhì)量比較差，易出現(xiàn)開裂情況，進(jìn)而引起往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)十字頭銷堵油片裂縫跑油的情況。該種情況不僅會引起往復(fù)式壓縮機(jī)的油壓降低，出現(xiàn)連鎖跳車的情況，還可能會導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)潤滑油供應(yīng)不足而出現(xiàn)部件燒毀的情況。除此之外，在檢查過程中，還發(fā)現(xiàn)此往復(fù)式壓縮機(jī)的十字頭定位主要依靠開口彈性擋圈外環(huán)，但由于開口彈性擋圈外環(huán)的厚度僅有2mm，整體質(zhì)量較差，并且開口彈性擋圈在裝配檢修過程中將會常設(shè)多次拉伸，極易出現(xiàn)開口彈性擋圈因疲勞而斷裂的情況，不利于往復(fù)式壓縮機(jī)的后續(xù)運(yùn)行，所以進(jìn)行十字頭銷優(yōu)化的過程中，將會對此情況進(jìn)行一同解決。具體優(yōu)化策略如下：

1）去除質(zhì)量較差的堵油片，改用質(zhì)量更好的堵油鋼板；去除質(zhì)量較差的開口彈性擋圈，改用法蘭式壓蓋定位裝置作為十字頭銷的定位裝置[1]。

2）在對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行綜合考慮以后，決定在堵油鋼板的制作中，選用厚度為6mm的不銹鋼鋼板作為堵油鋼板的制作材料，然后按照原本堵油片的尺寸大小制作成圓形堵油鋼板，從而代替原本堵油片的實際作用，將其焊接在十字頭銷兩側(cè)的端面上。由于堵油鋼板的厚度和大小均較為合適，其實際質(zhì)量要優(yōu)于原本的堵油片，并且在后續(xù)多半個月運(yùn)行中未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)的故障情況，說明此優(yōu)化策略較好，可以有效地解決原本往復(fù)式壓縮機(jī)所存在的十字頭銷堵油片裂縫跑油問題。

3）結(jié)合十字頭銷孔的實際內(nèi)徑情況，加工一個帶有凸臺的法蘭蓋，并要求凸臺的深度和外徑能夠與十字頭銷孔的內(nèi)徑和凹槽相匹配；在法蘭凸臺孔位置加工四個直徑為10mm的螺栓孔，之后通過緊固螺栓來固定住法蘭蓋，在此過程中應(yīng)確保十字頭銷的定位精準(zhǔn)性，若是出現(xiàn)十字頭銷定位偏移的情況，應(yīng)及時停止并采取相應(yīng)的處理措施[2]。

2 十字頭襯套優(yōu)化策略

在對往復(fù)式壓縮機(jī)十字頭襯套設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的時候，主要關(guān)鍵點在于十字頭襯套潤滑油槽的優(yōu)化完善，進(jìn)而確保在往復(fù)式壓縮式運(yùn)行過程中，十字頭襯套中的潤滑油分布均勻，有效緩解十字頭襯套的磨損問題。本文所研究的往復(fù)式壓縮機(jī)的十字頭襯套為青銅材料制成，其內(nèi)部設(shè)置有一條豎向環(huán)形油槽，在油槽中間部分設(shè)置有潤滑點，在往復(fù)式壓縮機(jī)實際運(yùn)行過程中，潤滑油將會由潤滑點噴出，然后通過環(huán)形油槽對十字頭襯套進(jìn)行覆蓋。然而此種設(shè)計只適用于潤滑油供油量充足時使用，若是往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)潤滑油供應(yīng)不足的情況，那么便會導(dǎo)致十字頭襯套油槽內(nèi)部潤滑油分布不均，無法最大限度發(fā)揮潤滑油對十字襯套的保護(hù)作用，引發(fā)十字頭襯套快速磨損等問題。為解決這一問題，在原本一條豎向環(huán)形油槽的基礎(chǔ)上，在潤滑點的位置增設(shè)橫向油槽，從而確保潤滑油能夠充分地覆蓋十字頭襯套，增強(qiáng)潤滑效果[3]。 另外，在優(yōu)化過程中，應(yīng)確保橫向油槽設(shè)計時不超出襯套端面邊緣，否則將會造成往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)漏油的情況。經(jīng)過試運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)，此種設(shè)計將可以有效達(dá)成設(shè)計目標(biāo)，即有效改善十字頭襯套的潤滑保護(hù)效果。

3 主軸承供油管線優(yōu)化策略

往復(fù)式壓縮機(jī)原本的主軸承供油管線為連續(xù)強(qiáng)制性供油管線，其內(nèi)部設(shè)置有連桿大頭瓦、小頭銅套以及十字頭滑道等部分，并且由于主軸承為滾子軸承，所以廠家在設(shè)計時，選用了拋油圈式的潤滑方式，即通過拋油圈進(jìn)行甩油飛濺潤滑。然而此種設(shè)計方式更加適用于長時間運(yùn)行的往復(fù)式壓縮機(jī)，若是往復(fù)式壓縮機(jī)停運(yùn)一段時間后，主軸承中的潤滑油將會揮發(fā)，從而導(dǎo)致主軸承的潤滑油相對較少，主軸承運(yùn)行過程出現(xiàn)干涉情況，此時潤滑油便無法達(dá)成主軸承的保護(hù)效果，引發(fā)主軸承的磨損問題。除此之外，在油箱油位較低，拋油圈無法接觸到油位，潤滑系統(tǒng)將無法為主軸承提供潤滑保護(hù)，其不僅會引起主軸承磨損問題，嚴(yán)重的甚至可能會導(dǎo)致出現(xiàn)壓縮機(jī)運(yùn)行事故。在優(yōu)化過程中，將會在曲軸油蓋上端子對主軸承側(cè)面的空隙處開孔，加設(shè)有一根直徑為6mm的輸油管，此輸油管安裝在主軸承側(cè)面上部，通過油路支管上所設(shè)置有的控制閥門進(jìn)行油量調(diào)節(jié)，此輸油管所引入的潤滑油將會受重力的影響對主軸承進(jìn)行強(qiáng)制淋油，再配合原本所設(shè)置的拋油圈式潤滑方式，可以確保主軸承的潤滑效果。

4 潤滑系統(tǒng)的換熱效果優(yōu)化策略

1）往復(fù)壓縮機(jī)原本的油冷卻器為水冷卻器，其冷卻水采用循環(huán)水，長時間使用后將會在油冷卻器內(nèi)部及冷卻水路表面形成一層污垢，極大地影響到油冷卻器的實際冷卻效果，進(jìn)而引起潤滑油油溫過高的情況。在對潤滑系統(tǒng)的換熱效果進(jìn)行優(yōu)化的時候，將會加設(shè)一臺面積為20m2的油冷卻器，此油冷卻器將會采用并聯(lián)的方式與潤滑系統(tǒng)相連接，其上設(shè)置有節(jié)水閥門，通過節(jié)水閥門可以合理地調(diào)節(jié)冷卻水水量，進(jìn)而達(dá)成對潤滑系統(tǒng)油溫的有效冷卻降溫效果。其次，由于此油冷卻器為另行加設(shè)，其與原本的油冷卻器相互獨立運(yùn)行，所以當(dāng)某一油冷卻器需要進(jìn)行檢修清洗的時候，另一油冷卻器完全可以肩負(fù)起往復(fù)式壓縮機(jī)潤滑系統(tǒng)的油冷卻效果，從而達(dá)成不停機(jī)切換清洗。最后，還會在冷卻水路的進(jìn)出口位置設(shè)置反沖洗閥門，定期對冷卻水路進(jìn)行反沖洗清理，防止冷卻水路表面形成污漬[4]，影響水路的水量輸送效果。具體油冷卻系統(tǒng)圖如圖1所示。

圖1 油冷卻系統(tǒng)流程圖

2）在主軸承上增設(shè)遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測裝置，工作人員可以遠(yuǎn)程實時監(jiān)測主軸承的溫度，在發(fā)現(xiàn)主軸承的溫度出現(xiàn)異常后，工作人員可以通過對油冷卻系統(tǒng)的水冷卻系統(tǒng)調(diào)整來控制溫度。

5 結(jié)論

以某往復(fù)式壓縮機(jī)為例，對其潤滑系統(tǒng)進(jìn)行了相關(guān)優(yōu)化，并提出了油冷卻系統(tǒng)的改進(jìn)建議，在完成系統(tǒng)優(yōu)化后，發(fā)現(xiàn)往復(fù)式壓縮機(jī)可以實現(xiàn)平穩(wěn)運(yùn)行。不過對潤滑系統(tǒng)改善雖然可以有效改善往復(fù)式壓縮機(jī)的運(yùn)行平穩(wěn)性，但也不能夠忽視對壓縮機(jī)運(yùn)行的日常維護(hù)檢修效果，其中對潤滑系統(tǒng)的檢修不僅要檢驗潤滑油的油溫，還要對油箱中的潤滑油質(zhì)量、油位以及冷卻器的冷卻效果進(jìn)行檢驗，確保往復(fù)式壓縮機(jī)的平穩(wěn)運(yùn)行。