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冷凍機(jī)壓縮機(jī)詳解

冷凍機(jī)壓縮機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的一種動(dòng)力裝置，按排氣壓力不同壓縮機(jī)可分為低壓壓縮機(jī)-排氣壓力小于1.0MPa；中壓壓縮機(jī)-排氣壓力1.0-10MPa；高壓壓縮機(jī)-排氣壓力10-100MPa；超高壓壓縮機(jī)-排氣壓力大于100MPa等等。低壓壓縮機(jī)為單級(jí)式，中壓、高壓和超高壓壓縮機(jī)為多級(jí)式，zui多機(jī)數(shù)可達(dá)8級(jí)，目前國(guó)外已制成壓力達(dá)343MPa聚乙烯用的超高壓壓縮機(jī)。按壓縮介質(zhì)的不同，一般壓縮機(jī)還可稱(chēng)之為：空氣壓縮機(jī)、氧氣壓縮機(jī)、氮?dú)鈮嚎s機(jī)、氫氣壓縮機(jī)等等。?

壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)工作原理大致可分類(lèi)如下：?

碳?xì)浠衔餁怏w中，石油裂解氣和石油廢氣的主要成分為氫、甲烷、丁烷、乙烯、丙烯等；焦?fàn)t煤氣和城市煤氣的主要成分為氫、甲烷、一氧化碳、二氧化碳及氮等；天然氣的主要成分為甲烷。碳?xì)浠衔餁怏w可以作為單一成分氣體被制取和壓送，也可作為混合成分的氣體被制取和壓送。在氣體壓縮機(jī)中，壓縮介質(zhì)的成分和性質(zhì)將與所采用的潤(rùn)滑方式和潤(rùn)滑材料的選取密切相關(guān)。?

一、氣體壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方式及特點(diǎn)?

在壓縮機(jī)中潤(rùn)滑不僅可降低機(jī)器的摩擦和磨損，同時(shí)還可起到密封、冷卻和降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲的作用，良好的潤(rùn)滑條件是壓縮機(jī)*可靠工作的重要保證。但對(duì)某些類(lèi)型的壓縮機(jī)如羅茨式壓縮機(jī)，因轉(zhuǎn)子相互間和轉(zhuǎn)子與殼體間可經(jīng)常保持一定間隙而無(wú)滑動(dòng)接觸，故可無(wú)油潤(rùn)滑；小型干式的螺桿式和滑片式壓縮機(jī)也可在無(wú)潤(rùn)滑的條件下工作；在極低溫度下（-20--50度或更低）工作或壓縮高純度的氣體的活塞式壓縮機(jī)，為防止?jié)櫥橘|(zhì)冷凝或潤(rùn)滑液混入到壓送氣體中去也可采用無(wú)油潤(rùn)滑方式，但這時(shí)活塞和活塞桿或采用迷宮式的密封結(jié)構(gòu)，或采用石墨或聚四氟乙烯等抗磨材料制造的活塞環(huán)或密封填料。本節(jié)將重點(diǎn)說(shuō)明“油”潤(rùn)滑壓縮機(jī)的潤(rùn)滑方式。?

氣體壓縮機(jī)的潤(rùn)滑部位原則上可分為兩類(lèi)，其一為油與壓縮氣體直接接觸的內(nèi)部零件，如往復(fù)式壓縮機(jī)的氣缸、活塞、活塞環(huán)、活塞桿、排氣閥、密封填料等；回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)的氣腔、轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)體）、排氣閥等。其二為油不與壓縮氣體接觸的外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸箱中零件、曲柄銷(xiāo)、曲柄軸承、連桿滑塊、滑道、十字頭；回轉(zhuǎn)式和速度式壓縮機(jī)的軸承、增速齒輪等。無(wú)油型氣體壓縮機(jī)則要考慮當(dāng)氣體泄漏時(shí)對(duì)外部潤(rùn)滑系統(tǒng)的影響。?

通常對(duì)大、中容量、多級(jí)、帶十字頭傳動(dòng)的中、高壓壓縮機(jī)，以上所說(shuō)的內(nèi)部零件和外部零件的潤(rùn)滑均為相互分開(kāi)的獨(dú)立系統(tǒng)，可分別采用各自所要求的潤(rùn)滑介質(zhì)或潤(rùn)滑油。外部零件潤(rùn)滑為油泵壓力供油強(qiáng)制循環(huán)式潤(rùn)滑系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可單獨(dú)調(diào)節(jié)和分配各潤(rùn)滑點(diǎn)的供油量，并因設(shè)有獨(dú)立的油泵、油箱、冷卻器和過(guò)濾器等，可使?jié)櫥鸵旱玫匠浞掷鋮s和過(guò)濾，從而可長(zhǎng)時(shí)間保持油液的清潔和相對(duì)恒定的油溫。內(nèi)部零件的潤(rùn)滑則采用多頭注油器將壓力油強(qiáng)制注入到氣缸及活塞桿的填料密封處。?

注油器實(shí)際上是一個(gè)小型柱塞泵，通常它的吸（壓）油柱塞是通過(guò)機(jī)械如壓縮機(jī)曲軸上的凸輪帶動(dòng)，因此當(dāng)壓縮機(jī)停止工作時(shí)，注油器也將隨之停止供油。注油器可直接從油池中吸油，并把油壓向潤(rùn)滑點(diǎn)，它的供油量是間歇性的，通過(guò)調(diào)節(jié)柱塞的工作行程，可方便地調(diào)節(jié)注油器每次的供油量。注油器可以單獨(dú)使用，也可將幾個(gè)注油器組合在一起集中供油。?

采用注油器強(qiáng)制給油時(shí)，應(yīng)注意氣缸上的給油接頭的位置，它應(yīng)置于活塞在死點(diǎn)位置靠近缸頭的*道活塞環(huán)和第二道活塞環(huán)之間，這樣不僅在全行程上潤(rùn)滑比較充分，而且對(duì)密封有利。?

氣缸內(nèi)部潤(rùn)滑所需要的油量可大致按以下公式計(jì)算：?

Q=120kDLN?

式中Q--潤(rùn)滑油量（g/h）；?

D--氣缸直徑(m);?

L--氣缸行程(m);?

N--曲軸轉(zhuǎn)速，(r/min);?

k--單位潤(rùn)滑表面積的耗油量(克/平方米)，對(duì)臥式氣缸，可取k=0.025，對(duì)立式氣缸，可取k=0.02。?

計(jì)算出的Q值僅為潤(rùn)滑油量的大致數(shù)值，實(shí)際油量可按壓縮機(jī)的運(yùn)行情況（如噪聲大小，發(fā)熱狀況、磨損程度等）及采用潤(rùn)滑介質(zhì)的類(lèi)型、工作溫度、冷凝液混入的多少等予以適當(dāng)調(diào)正，并以停機(jī)檢查氣缸內(nèi)部和氣閥被濕潤(rùn)的程度適當(dāng)為宜。?

對(duì)多級(jí)活塞式壓縮機(jī)，通常只需zui初的一級(jí)或二級(jí)氣缸施以潤(rùn)滑。如多級(jí)氣缸每級(jí)都設(shè)有中間冷卻器和油氣分離器吸收氣體中所含的油分時(shí)，則每級(jí)氣缸都需單獨(dú)潤(rùn)滑，但后級(jí)氣缸所需的潤(rùn)滑油量要比初級(jí)氣缸小得多。?

二、潤(rùn)滑劑的選擇?

1、潤(rùn)滑劑類(lèi)型的選擇?

在氧氣壓縮機(jī)里，氧氣會(huì)使礦物性潤(rùn)滑油劇烈氧化而引起壓縮機(jī)燃燒和爆炸，因此避免采用油潤(rùn)滑，或者采用無(wú)油潤(rùn)滑的方式，或者采用水型乳化液或蒸餾水添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)6-8%的工業(yè)甘油進(jìn)行潤(rùn)滑；在氣壓縮機(jī)里，烴基潤(rùn)滑油可與氣化合生成化氫，對(duì)金屬（鑄鐵和鋼）具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，因此一般均采用無(wú)油潤(rùn)滑或固體（石墨）潤(rùn)滑。對(duì)于壓縮高純氣體的乙烯壓縮機(jī)等為防止?jié)櫥突烊霘怏w中去影響產(chǎn)品的質(zhì)量和性能，通常也不采用礦物油潤(rùn)滑，而多用醫(yī)用白油或液態(tài)石蠟潤(rùn)滑等等。只是在一般空氣、惰性氣體、烴類(lèi)（碳?xì)浠衔铮怏w、氮、氫等類(lèi)氣體壓縮機(jī)中，大量廣泛采用了礦物油潤(rùn)滑。?

壓縮機(jī)壓送不同氣體時(shí)潤(rùn)滑劑選用參考“油脂選用”的壓縮機(jī)油選用部分。?

2、潤(rùn)滑油粘度的選擇?

在多級(jí)的空氣壓縮機(jī)中，前一級(jí)氣缸輸出的壓縮氣體通常經(jīng)冷卻后恢復(fù)到略高于進(jìn)氣時(shí)的溫度被送入下一級(jí)氣缸，因氣體已被壓縮故相對(duì)濕度較高，當(dāng)超過(guò)飽和點(diǎn)時(shí)，氣體中的水分將可能凝結(jié)，該水分具有洗凈作用，可使氣缸表面失去潤(rùn)滑油；其次在烴類(lèi)氣體壓縮機(jī)中，它不僅可溶解在潤(rùn)滑油中降低了油的粘度，而且凝結(jié)的液態(tài)烴也同水分一樣對(duì)鋼壁具有洗滌作用，因此對(duì)于多級(jí)、高壓，排氣溫度較高的烴類(lèi)氣體壓縮機(jī)和空氣濕度較大的空氣壓縮機(jī)易選用粘度較高的油品，粘度較高的油品對(duì)金屬的附著性好，并對(duì)密封有利。如中低壓烴類(lèi)氣體和空氣壓縮機(jī)宜用L-DAA100的壓縮機(jī)油，高壓多級(jí)宜L-DAA150壓縮機(jī)油。噴油回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)選用的粘度情況也與此類(lèi)似，壓力較低時(shí)選用100℃運(yùn)動(dòng)粘度為5mm2/s的N32回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油，壓力較高時(shí)選用100℃運(yùn)動(dòng)粘度為11-14mm2/s的N100回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)油。?

其次為防止凝結(jié)的液態(tài)烴和空氣中的水分對(duì)潤(rùn)滑油的洗凈作用，可采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3-5%的動(dòng)物性油（如豬油或牛油）與礦物油相混合的潤(rùn)滑油，動(dòng)物性油與金屬的附著力強(qiáng)，容易抵抗“水洗”，阻止?jié)櫥偷牧魇А?、油品的代用?

在采用油潤(rùn)滑的往復(fù)式回轉(zhuǎn)容積式壓縮機(jī)中除用相應(yīng)牌號(hào)的壓縮機(jī)油外，還可采用防銹抗氧的汽輪機(jī)油、航空潤(rùn)滑油、汽缸油等作為代用油品，但這些代用油品的性能不應(yīng)低于相應(yīng)的壓縮機(jī)油的質(zhì)量指標(biāo)，或應(yīng)滿(mǎn)足具體條件下的使用要求。當(dāng)氣體壓縮機(jī)采用油潤(rùn)滑時(shí)，外部零件和內(nèi)部零件的潤(rùn)滑可用同一牌號(hào)的潤(rùn)滑油，也可采用不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油，但不論內(nèi)部零件采用何種類(lèi)型的潤(rùn)滑介質(zhì)，而外部傳動(dòng)零件的潤(rùn)滑都應(yīng)采用礦物性的潤(rùn)滑油。?

三、氣體壓縮機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的使用及維護(hù)?

氣體壓縮機(jī)中zui常見(jiàn)的故障是活塞與活塞環(huán)、轉(zhuǎn)子部件、滑動(dòng)支承處的異常磨損和膠合，十字頭滑塊的咬合，及異常發(fā)熱等。這些故障都直接或間接地與潤(rùn)滑系統(tǒng)和潤(rùn)滑裝置的使用維護(hù)不當(dāng)有關(guān)。作為使用維護(hù)人員除了應(yīng)學(xué)習(xí)掌握有關(guān)的潤(rùn)滑系統(tǒng)及其裝置的組成原理、性能結(jié)構(gòu)、使用要求等一般知識(shí)外，還應(yīng)在實(shí)踐中不斷總結(jié)積累經(jīng)驗(yàn)，加強(qiáng)日常使用維護(hù)工作，以保證壓縮機(jī)及其潤(rùn)滑系統(tǒng)經(jīng)常保持良好的運(yùn)行狀態(tài)。在日常點(diǎn)檢和定期維修中應(yīng)注意以下各點(diǎn)：?

1、注意保持潤(rùn)滑油液的清潔：臟油或變質(zhì)的潤(rùn)滑油會(huì)引起加速零件磨損的惡性循環(huán)，對(duì)強(qiáng)制循環(huán)式的潤(rùn)滑系統(tǒng)應(yīng)注意及時(shí)更換和清洗發(fā)生堵塞的濾油器中的濾芯；應(yīng)避免油箱或油池中的油液暴露在空氣中，以防止灰塵和污物等混入油中，對(duì)無(wú)壓的油箱和油池一般可采用空氣濾清器使其與大氣溝通；中、大修時(shí)應(yīng)從油中取樣化驗(yàn)其成分，如達(dá)到或超過(guò)換油指標(biāo)，應(yīng)全部或部分更換和補(bǔ)充新油。通常每3個(gè)月至半年（或工作2000-4000小時(shí)）可更換一次新油。?

2、應(yīng)定期檢查：應(yīng)定期檢查氣缸、氣閥、及排氣管道等處是否積聚有固體的炭粒和膠泥，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應(yīng)及時(shí)清除，否則可能引起氣缸的燃燒爆炸、加大排氣阻力，造成異常發(fā)熱。?

3、應(yīng)注意壓縮機(jī)的工作狀態(tài)：應(yīng)注意觀察壓縮機(jī)的工作狀態(tài)，定期檢查氣缸氣閥的潤(rùn)滑磨損狀況，適時(shí)調(diào)整潤(rùn)滑油量，防止出現(xiàn)潤(rùn)滑油量過(guò)大和潤(rùn)滑油量不足的情況。對(duì)強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)，潤(rùn)滑壓力指示過(guò)低或明顯下降，往往使?jié)櫥土坎蛔?，此時(shí)應(yīng)及時(shí)停機(jī)維修，必要時(shí)應(yīng)更換備品和備件。?

4、應(yīng)注意保持潤(rùn)滑系統(tǒng)中的油溫：油箱或油池中的油液的正常溫度以40-50℃為宜，油溫過(guò)高，油液的粘度降低，油易氧化變質(zhì)，油溫過(guò)低，粘度增高，流動(dòng)性差，兩者都會(huì)引起潤(rùn)滑不足的狀況。油溫除可從溫度表（計(jì)）得到直接地觀測(cè)指標(biāo)外，從氣缸冷循環(huán)水或油冷卻器的冷卻水溫也可得到間接的反應(yīng)，冷卻水溫過(guò)高和過(guò)低都將影響潤(rùn)滑油的工作溫度及潤(rùn)滑油的粘度。