保持活塞式煤氣壓縮機工作效率的途徑和主要措施

1、保持活塞式煤氣壓縮機工作效率的途徑和主要措施1、前言    隨著城市煤氣事業(yè)的發(fā)展，城市中管道煤氣的用量比例在不斷增加，活塞式煤氣壓縮機是城市煤氣輸配的主要設備，它的用量將隨之增多。而在實際應用中，由于煤氣質量、維護保養(yǎng)、檢修等不符合設計要求或跟不上，又常常造成煤氣壓縮機效率不高，不僅不能充分利用，而且還直接影響了管網(wǎng)壓力。因此對燃氣行業(yè)來說，如何保持煤氣壓縮機工作效率，成為當務之急。本人針對D-80/1型煤氣壓縮機的工作原理及其運行中效率降低的原因探討以提高煤氣壓縮機工作效率的途徑和主要措施。    2、活塞式壓縮機工作原理及其效率

2、降低的原因分析  2.1在活塞式壓縮機中，壓縮煤氣是依靠活塞在汽缸內做往復運動的活塞來實現(xiàn)的。原理如圖：         1-汽缸；2-活塞；3-活塞桿；4-十字頭；5-連桿6-曲柄；7-吸氣閥；8-排氣閥；9-彈簧    當活塞2向右移動時，氣缸中活塞左端的壓力略低于低壓燃氣管道內的壓力下時，吸氣閥門被打開，燃氣在P1的作用下進入氣缸內，這個過程稱為吸氣過程；當活塞返行時，吸入的燃氣在氣缸內被活塞壓縮，這個過程稱為壓縮過程；當氣缸內燃氣壓力被壓縮到略高于高壓燃氣管

3、道內壓力P2后，排氣閥8即被打開，被壓縮的燃氣排入高壓燃氣管道內，這個過程稱為排氣過程。至此，壓縮機完成了一個工作循環(huán)。    2.2效率降低的原因及分析    當壓縮機完成一個工作循環(huán)，假定氣缸沒有余隙容積，沒有吸、排氣阻力及沒有熱量交換。壓縮機的工作效率，將為百分之百，也就是說有多少煤氣被吸入，就會有多少被排入管網(wǎng)，即為理論壓縮運行，但事實不同，在這里理論上影響不加論述(各種相關書中都有)，只從實際運行中加以分析。根據(jù)煤氣壓縮機在實際運行中發(fā)現(xiàn)，它在運轉中性能的變壞，在很大程度上決定于正確的技術管理與合理的維護檢修，實際運行中，特

4、別是煤氣質量。為了做到經(jīng)濟運行，安全可靠的運轉，必須制定出技術管理辦法和定期維修制度，并切實得到執(zhí)行，特別要加強煤氣的凈化處理，來保證壓縮機各相關部位的運行環(huán)境，使運行效率始終保持在一個高的狀態(tài)下進行。下面結合實際工作中情況進行分析。    2.2.1壓縮機的不正常漏氣    煤氣的泄露主要發(fā)生在壓縮機內，有相對運動的構件接合部位上，例如：汽缸和活塞環(huán)，活塞桿和填料環(huán)，由于相對運動的存在，有時因磨損過度，有時因磨損不均，都將使接合部出現(xiàn)很小的縫隙，被壓縮的煤氣將由于壓力高而自此外泄，造成汽缸內煤氣壓力不能保證正常要求，使得應該在一定壓

5、力下打開的排氣閥由于壓力低而不能按時打開，嚴重影響了壓送煤氣效率，這種情況的形成原因大都因沒有一個正確的保養(yǎng)維修計劃，也就是沒有按照三級保養(yǎng)制度進行日常保養(yǎng)，實際中煤氣質量對此影響也很大，由于煤氣中雜質很多，而吸排頻繁對其中接觸面產(chǎn)生極大摩擦，直至影響吸排氣閥的漏氣及排氣。    2.2.2閥片和閥座的結合面磨損或粘附油垢，致使閥關閉不嚴    這種原因的形成決定于煤氣質量和閥片、閥座、限制器的質量，煤氣不干凈，含有焦油、灰塵等物，它們的存在不僅磨損閥片、閥座，而且焦油的大量存在首先能粘住閥片、閥座，使本應打開的閥片不能及時打開，其次

6、焦渣的存在還會造成吸排氣閥關閉不嚴，煤氣不能按照要求進出氣缸，吸氣時把高壓煤氣吸入氣缸，排氣時又把氣缸內煤氣部分排入吸氣管路，直接影響壓氣量。    2.2.3彈簧對效率的影響    此影響大致分為兩個方面，其一、彈簧彈力過大的彈簧。這種彈簧使閥提前關閉，而至后打開，這樣造成吸氣量與排氣量都少，不僅降低了壓縮機的整體效率，而且降低了接近吸氣終點時汽缸內的壓力，增大了管道同汽缸內的壓力差，進而降低了管網(wǎng)壓力，影響了供氣質量。其二，彈簧疲勞斷裂，使閥片的升程范圍直接成為缸內煤氣與外界管道相連，造成煤氣壓力升高困難。這兩種情況的存在影響壓縮

7、機效率特別明顯，如管理不善將直接影響供氣效率，此時可能使壓縮機效率為原來的40%(實際運行效果分析)。    2.2.4冷卻系統(tǒng)對效率的影響    我們知道，煤氣壓縮機在運行中由于活塞與汽缸的摩擦產(chǎn)生熱量，同時由于活塞壓縮煤氣產(chǎn)生壓縮熱量使汽缸壁、活塞等溫度升高，溫度升高對壓縮煤氣的效率功耗、潤滑油將產(chǎn)生很大影響，由于熱量的存在，當壓縮機吸入溫度較低的煤氣時相對冷的煤氣必然吸收周圍的汽缸壁熱量隨之而膨脹，氣體膨脹，必然占有一部分汽缸容積，也就是說每次吸入氣缸內的煤氣的量要少于正常冷卻條件下的量,正常運行條件下煤氣壓縮機夏天要比冬天效率

8、高就是這個原因。    2.2.5潤滑系統(tǒng)對效率的影響    眾所周知，潤滑油有下面四個方面作用：減輕滑動部位的磨損，延長零件壽命減少摩擦功耗冷卻作用，可導走摩擦熱，使零件的工作溫度不過高，從而保證滑動部分必要的運轉間隙，防止接觸面被燒傷，密封汽缸的工作容積以提高活塞和填料箱的密封性。根據(jù)潤滑油的這些作用，結合實際管理中的經(jīng)驗，我們發(fā)現(xiàn)潤滑油的這些作用都直接或見接的與壓縮機的效率有關，同時了解到它的質量對潤滑作用起主要影響，也就是間接影響煤氣壓縮機的效率，運行中溫度影響油質比較嚴重，眾所周知，高溫是煤氣壓縮機的一大特點。在高溫下潤滑油

9、的黏度將會急劇下降，而且氧化速度顯著加快，同時產(chǎn)生溶解于油的液態(tài)氧化物和不溶于油的氧化物溶渣。空氣溫度愈高，氧化過程則愈快。固體物的存在，導致相對運行部件的磨損，造成被壓縮煤氣泄漏。    2.2.6壓縮機氣缸余隙容積對氣缸的影響    汽缸余隙存在的意義活塞運動時，由于摩擦和壓縮煤氣產(chǎn)生的熱量，使活塞受熱膨脹，產(chǎn)生軸向的伸長，為避免活塞與汽缸端面發(fā)生碰撞事故及活塞與汽缸壁卡死，需要余隙容積的存在。有了余隙容積中煤氣的膨脹作用，能使吸氣閥開啟時比較平穩(wěn)。制造精度及零部件調整與設計總是有偏差的，運動部件在運動時可能出現(xiàn)松動，使結合間隙增

10、大，部件總尺寸增長。另外，由氣閥至汽缸通道形成的余隙容積主要由于氣閥的布置難以避免，但余隙容積的存在，對排氣量是不利的。    3、提高壓縮機效率的途徑和主要措施    3.1減少相對運動部件之間的漏氣    據(jù)此情況，對于煤氣壓縮機還應按照自身規(guī)律進行小、中、大修內容進行，即到期必修，絕不能表面上看到正常，就可以任其運行。只有保養(yǎng)維修跟上了，才能保證壓縮機不致因此降低效率。閥片和閥座的結合面磨損或因黏附油垢或焦渣致使其關閉不嚴，這種原因的形成決定于煤氣質量、閥片、閥座，要解決這種情況，首先應提高煤氣質量

11、，盡量減少煤氣中雜質含量，保證進入壓縮機的煤氣干凈、無水，保證閥片、閥座、生成限制器在設計環(huán)境中運行。同時也不至于使閥片與閥座之間存有油垢或焦渣而造成其關閉不嚴，這樣也就避免了活塞運行時把壓出的煤氣重新吸到汽缸內，而壓氣時把汽缸內的煤氣通過吸氣閥壓入吸氣膛內，直接影響壓氣量，克服這種情況必須結合實際煤氣質量，以實際運行時間為基準，根據(jù)運行經(jīng)驗，制定出吸排氣閥檢修、清洗計劃，及時更換出現(xiàn)磨損閥片、閥座，清洗存在的油垢、焦渣的吸排氣總成，保證煤氣按規(guī)定方面運動。    3.2選擇合適的彈簧，保證壓縮機排氣壓力    實際工作中，除根據(jù)實際

12、記錄以外，大都根據(jù)手摸吸氣閥外殼方式判斷是否漏氣，這種方法可取，但一定要有詳細的檢修計劃及運行記錄，因為排氣閥是否存在問題憑此法是不能得到結果的。為節(jié)約電能，降低成本，要結合煤氣質量，根據(jù)實際經(jīng)驗嚴格管理吸排氣閥，同時一定要嚴把配件質量，否則將造成很大損失。我公司96年購進一批彈簧，表面上看不出有何不同，可使用后明顯感到彈力過大。因為，它不僅造成壓縮機效率明顯降低，而且使壓縮機啟動電流也明顯增高，給設備管理帶來很大的不便。所以彈簧的選擇一定要合乎壓縮機的要求。    3.3解決冷卻系統(tǒng)對壓縮機效率影響的措施    (一)、針對這一情況

13、，結合徐州煤氣公司的實際情況，我們在日常管理中做了以下三方面的工作：一、盡量降低冷卻水溫度。二、定期用酸或干萘清洗水套、冷卻器的冷卻芯及油冷芯，鏟除其水垢。三、嚴格控制水質，必須使其進行凈化處理。通過這些分析，我們認為溫度對壓縮機效率的影響存在這樣幾個方面:要想降低煤氣遇熱膨脹的影響，進而達到提高效率，就必須對其缸體進行冷卻。我們用的D-80/1型煤氣壓縮機冷卻系統(tǒng)由三部分組成：汽缸冷卻系統(tǒng)，潤滑油冷卻系統(tǒng)，被壓縮后煤氣冷卻系統(tǒng)。實際運行中，我們公司采用800m3大水池冷卻水冷卻。可日常中，由于大水池西南緊鄰焦化廠，北臨徐商公路，空氣中雜質含量遠超過國家標準，造成水中機械雜質明顯嚴重超標(25

14、mg/m3)，加上徐州地區(qū)地殼以石灰?guī)r為主,這對水質影響很大，造成水中雜質硬度嚴重超標。我們水池中的水嚴重影響水冷系統(tǒng)。根據(jù)剛成立儲配站時壓縮機運行記錄，當其運行6000小時時，汽缸水套基本被堵死(一種水垢附著在壁上，一種軟的泥土類東西沉積在鋼套內)5000小時達70%以上。這種情況嚴重影響壓縮機內熱量的散失，造成壓縮機效率大大降低，同時也造成了整個機體溫度升高，潤滑油發(fā)生氧化，對整個機子造成嚴重影響，因此，我們加強了水質管理，使冷卻水必須清潔無雜質，凡臟圬或帶酸性的水不能用，因為臟水易沉淀，使水套和冷卻芯子結垢，造成缸壁和管子傳熱性能減弱，降低了冷卻效果。冷卻設備若結了水垢，其危害性很大，它

15、縮小了冷卻水的流通面積，妨礙熱的交換，增高氣溫，降低了設備的冷卻效能，對煤氣壓縮機安全、經(jīng)濟運行有很大的影響。配性水對金屬表面有腐蝕作用，尤其對冷卻芯子(因其管壁薄)的腐蝕造成漏水難以修復。實際運行中，我公司的七臺壓縮機的油冷芯，全部被腐蝕壞，造成經(jīng)濟損失三萬多元(二年內)，綜上所述，為了提高冷卻效果，必須在加強冷卻器管理的基礎上，應認真對待水質問題，保證冷卻水水質為國家規(guī)定冷卻水標準內。    3.4解決潤滑系統(tǒng)對壓縮機效率影響的措施煤氣壓縮機用的潤滑油必須具有在高溫條件下應有足夠的黏度，以便保持一定的油膜強度，以便對各密封間隙能保持一定的密封能力，潤滑油應有一定高的閃點潤滑油要有良好的化學穩(wěn)定性，較好的氧化安全性，以降低高溫下氧化的速度，并使膠質和積炭減少到最低限度。此外潤滑油還應按規(guī)定牌號選用合格的潤滑油，切勿用質量低劣的油，用油量要合理，不可過量。否則，既浪費又增加產(chǎn)生爆炸的條件。要定期清洗油池、油管、油過濾器及注油器等，保證油路暢通，油壓油溫應符合規(guī)定，并定期檢查油質，及時更換潤滑油，只有保證這些條件，才能起到對壓縮機正常有效的潤滑，才能使煤