活塞式壓縮機的改進

俞傳河，張述金

(陜西煤業神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

活塞式壓縮機的改進

俞傳河，張述金

(陜西煤業神木天元化工有限公司， 陜西 榆林 719319)

陜西煤業神木天元化工有限公司使用的活塞式壓縮機在運行過程出現刮缸、氣閥變形、活塞環斷裂、缸套磨損嚴重等故障和隱患，影響了壓縮機的長周期穩定運行。通過對壓縮機的結構改進，消除了上述現象。

活塞式壓縮機；運行；隱患；結構改進

1 基本情況

陜西煤業神木天元化工有限公司2臺新氫壓縮機，型號：MW-49.2/11-182，參數如表1：

表1 壓縮機參數

2臺壓縮機2007年5月進廠安裝，從2007年10月開始調試試車，到現在壓縮實際運行時間滿6年左右，總計50000h。每臺機組運行時間為25000h左右，約為2年左右。在2015年8月前2臺機組運行中多次出現故障，影響安全穩定長周期生產運行。增大了操作運行、維護保養、生產技術人員的工作，多次檢修切機增大了運行、檢修成本。

2 故障現象

(1)有頻繁刮缸干磨的異常響聲，給生產操作帶來較大安全隱患。缸體裝上氣閥后有變形現象，缸體內徑∮600+0.063mm，安裝到機體上后測量變成橢圓，圓度、圓柱度都超差,達到0.70mm左右。

氣缸檢測(內徑Φ600mm)單位0.01 mm,結果見表2。

表2 氣缸檢測結果 ×10-2mm

壓縮機廠家給的結論是6進6排12個氣閥布置時一級缸體剛度有些偏弱，重新設計成氣閥4進4排均勻布置新結構以增加一級缸體剛度。同時進排氣閥增加加強筋以減少變形量，新結構缸體安裝氣閥后垂直、水平方向變形數據如表3(單位0.01 mm)：

表3 新結構缸體安裝氣閥后垂直、水平方向變形數據 ×10-2mm

新結構缸體比舊結構缸體變形量變小，運行還是有響聲，但頻次比原結構缸體要弱、要少。

(2)一級活塞體為鑄鋁ZL401材質，前后兩體中分式結構，分別有1個支撐環槽及2個活塞環。活塞環槽運行6個月左右磨損成梯形，外張口，活塞環槽磨損外張口達1mm，具體數據如表4。

表4 活塞環槽磨損數據 mm

表4(續) mm

(3)缸套不耐磨，新換的缸套運行1個月左右內徑方向就磨損掉0.10mm以上，使用壽命只有1年多。

3 原因分析

以上幾點問題從2007年裝置運行到今，嚴重影響加氫裝置的安全穩定運行，同時加大了非正常生產運行成本。壓縮機廠家改為4進4排氣閥對稱均勻布置的缸體，試運行后以上現象仍存在。后來改用鑄鐵活塞環，一級缸沒有異常響聲，鑄鐵活塞環也沒有斷裂，但活塞環及缸套不耐磨，運行20天左右缸體直徑方向磨損近0.30mm，活塞環也磨掉2mm左右，但鑄鐵活塞環沒有斷裂。為保證生產穩定運行，我公司備長期備用一個一級缸體，2個缸套。每年缸套都得返廠更換(缸套為過盈配合)，一個月左右就需對一級缸進行拆檢。異常聲響使機組操作無法安全運行，有時活塞環更換不及時斷成數段對缸套造成加劇磨損，嚴重影響安全穩定運行。運行、檢修經濟非正常成本過高，我公司內部技術人員通過多次現場拆檢情況分析認為：

(1)一級缸體整體變形，安裝把緊氣閥后變形量達0.70mm，活塞及密封部件在運行過程中補償變形密封介質時活塞環變形過大，活塞環在氣體壓力、缸體形變形成的應力共同作用下密封效果不好，產生漏氣，發出異常的響聲。

(2)活塞體材質表面硬度不夠，活塞環槽短時間內磨損變成外張口的梯形，這樣活塞環槽側面同缸徑內壁不垂直，造成活塞環外表面不能很好同缸體內表面接觸，達不到密封目的。應對活塞體材質成份進行改善或硬化活塞體的表面硬度，提高活塞環槽的耐磨性。

(3)缸套表面加工精度不夠，新缸套試運行二周左右拆檢測量直徑方向都要磨損掉0.10mm以上，活塞環也磨損嚴重，氣缸內很多黑油泥。

4 及改進措施

多次與壓縮機原廠家溝通都沒有解決問題的情況下，我公聯系了另外一家壓縮機制造公司，把這些年的運行情況進行了詳細的交流。重新設計一級缸，并制作相關部件，一級缸體要同原廠家的接口尺寸及形位尺寸配合合理，無安裝偏差，我們把一級缸體、活塞體、活塞環、支撐環、活塞桿、缸座等部件運到新壓縮機制造公司，統一測繪、設計一級缸相關部件，最終方案如下：改進后的缸體排列仍采用6進6排型式，但在圓周上采用均勻布置，使設備的整體受力均勻。缸套采用活缸套，盡可能消除缸體殘余變形量，新缸體變形情況數據如表5。 活塞體材料仍采用ZL401,但表面進行硬化處理，提高硬度，增加耐磨性。

將缸體材質為HT250改成QT450，同時提高缸套內表面的加工光潔度。

改造后的壓縮機2015年8月份安裝后運行到現在已近8個月，在運行6個月時停車檢修過此機組，各部件運行一切正常。沒有異常聲響，活塞環、活塞環槽、缸套磨損較小，不影響使用沒有進行更換。現在運行過程在沒有異常聲響，運行平穩。同原缸體部件1個月之內就出現異常聲響，需停車檢修更換備件相比，極大地提高了操作的安全性、穩定性、長周期性。運行成本、檢修成本大大降低。實現了長周期運行，低成本的穩定生產，經濟效益非常明顯。

表5 新缸體變形情況數據 ×10-2mm

(本文文獻格式：俞傳河，張述金.活塞式壓縮機的改進[J].山東化工，2016，45(12)：94-95.)

2016-04-21

俞傳河(1970—)，黑龍江哈爾濱人，本科，工程師，從事壓力容器使用管理、制造工作。

TH457

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1008-021X(2016)12-0094-02