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）

技術討論

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；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活塞式壓縮機，該機是根據我廠的生產要求設計，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運動，曲軸上的曲柄軸帶動連桿大頭回轉并通過連桿使連桿銷頭做往復運動，連桿小頭又帶動十字頭在滑道中做往復運動，從而帶動活塞做往復運動。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軸器驅動曲軸的結構。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

本機含有2套潤滑系統：運動機構潤滑系統和氣缸注油潤滑系統。

1）運動機構潤滑系統

該系統有獨立的潤滑站為運動機構提供壓力油，潤滑站由過濾盒、油泵、精濾器、油冷卻器和小電機等組成。機身油池內的潤滑油經粗過濾器過濾，油泵吸入加壓，經冷卻器冷卻后，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，泵蓋上裝有調壓閥，用來調節壓力，當泵的排出壓力超過額定值時，調壓閥自動開啟，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

氣缸注油器注油潤滑，注油器是由潤滑站上小電機帶動，供油量可以調節，每個注油點前都設有防止氣體倒流的止逆閥。

2 技術改進

2.1 一級、二級支撐環

該機種分為一級、二級，每級含有兩套支撐環，結構如圖2。

支撐環的材料為鋁，開車運行一周以后，發現一、二級活塞桿明顯下沉。根據取出的支撐環情況看，下支撐環已經和活塞底面相平，導致活塞與缸體直接接觸，磨損加劇。另外，上面的兩支撐環有局部磨損。同時，在拆除十字頭與活塞桿連接件時，發現活塞桿帶絲扣的地方斷裂，增加了設備的不安因素。由此可見，在我廠使用鋁支撐環不合適，鋁的耐磨性不夠。

根據這一現狀，我們重新選用了由巴氏合金組成的支撐環。在更換之后，運行兩周，活塞桿下沉現象并未出現，同時檢查其中一臺，發現支撐環基本沒有磨損。說明新的支撐環暫時可以使用。然而在新的一個周期停車檢修時，發現上部兩根支撐環定位銷已經把支撐環定位孔擊穿。同時影響到了氣缸，在氣缸壁上明顯出現了2個凹槽。這表明了支撐環改用巴氏合金以后，其產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，上部兩根支撐環明顯不適合采用巴氏合金做為材料。

根據這一情況，我們決定將上面兩根支撐環合二為一，材料采用耐磨、輕質的石墨，同時將定位銷改在新支撐環頂部中心，并且在活塞相應的位置上打孔，攻絲扣，更好的保持活塞、定位銷和支撐環之間的聯系。下部仍用巴氏合金制成支撐環如圖3。

更換之后，設備運行基本正常，支撐環問題基本解決。

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，影響著設備正常運行的壽命，不同的搭配適用于不同的環境。

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

檢查一級活塞桿，發現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個螺栓出現斷裂現象，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，導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，提升了一段穩定性。同時，我們也改造了保護套結構，改用輕質保護套，材料為3 mm鋼板。新設計的保護套不僅具有原來保護作用，同時因為質量減輕，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。結構示意圖如圖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，液體產生的動量比氣體大的多，產生的沖擊力也就大，從而導致閥門閥片經常斷裂。同時，如果液體沒有及時蒸發或者排出，大量液體積累，產生壓縮液體現象，很容易導致支撐環磨損加劇，以及活塞、活塞桿、氣缸等部件損壞。

根據生產工藝，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，檢查發現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、閥門、活塞桿、活塞等部件壽命。

到目前為止，壓縮機已經運行1年多，主要問題已經基本解決，設備運行正常。

TQ 114.15

B

1005－8370（2012）03－06－03

2011－11－10