空气分离制氧技术-第7章 活塞式压缩机分解

第七章活塞式压缩机

7.1 立式压缩机

7.1.1 结构及工作原理

ZW-68/30型氧气、氮气压缩机为立式，三级四列、双作用、水冷却、无润滑、活塞式氧气压缩机。本机由机身、曲轴、连杆、十字头、气缸、活塞、气阀、填函、冷却器、油站等组成。

1、机身

机身主要由曲轴箱，机身体及十字头导筒组成，各部分均由优质灰铸铁铸造加工而成，曲轴箱内有三个轴承座，分别装有可以调换的主轴瓦。十字头导筒装在机身体上，其内孔磨损后可以调换或者调转180°继续使用。

2、曲轴

曲轴为四拐整体式，由高强度球墨铸铁铸造加工而成采用空芯结构及合理的曲臂外形，具有强度高，耐磨损、寿命长、重量轻、不平衡惯性力小等优点。

3、连杆

连杆用高强度球墨铸铁铸造加工而成，大头采用剖分结构，大头盖与连杆使用螺栓联接，并设有防松装置。大头带可拆换的巴氏合金大头瓦、小头带锡青铜衬套，连杆体中钻有供油孔。

4、十字头

十字头由十字头体、十字头销、活塞杆螺母套等组成，十字头体由球墨铸铁制造，外圆磨擦面浇铸巴氏合金，十字头销采用浮动式，活塞杆通过螺母、螺套与十字头联接，气缸内活塞上下止点的死隙，就是由该处的螺纹来调节的，该处设有防松装置。

5、气缸

本机两个气缸均为双作用铸铁气缸，由缸体、缸头、气阀、阀罩和阀盖等零件组成。气阀配制在缸侧面，缸体和缸头上有冷却水套，冷却气缸、气阀和填函。

6、活塞

本机各级活塞体均由铝合金制成。活塞杆材料为不锈钢，表面经高频淬火，具有高耐磨性能，活塞杆与十字头螺纹联接，转动活塞杆即可调整活塞上下死隙。

导向环和活塞环材料均为填充聚四氟乙烯，具有良好的自润滑及耐磨性能。导向环整体热套在活塞体上，克服了缺口环承受背压的缺点，并能保证在正常运转中不松动，从而控制了环与气缸间合适的工作间隙，因而大大延长了导向环和活塞环的使用寿命，同时还提高了压缩机的容积效率和绝热效率。活塞环采用斜切口，漏损较小，安装时注意各环开口应错开一定角度。

由于聚四氟乙烯塑料热膨胀系数大，装配时应特别注意活塞环与环槽之间的间隙应在图纸规定的范围之内，过小的侧隙会使活塞环在运动时受热膨胀而卡死在槽内，从而迅速发热损坏。

7、气阀

本机采用不锈钢双重缓冲型网状气阀。一、二级气缸上下压缩腔各配置有两个进气阀和两个排阀，三级气缸上下压缩腔各配置有一个进气阀和一个排气阀。

气阀主要由阀座、升程限制器、阀片、缓冲片和弹簧组成。这种气阀有启闭及时、迅速、阀片对阀座冲击小、使用寿命长、安全可靠等优点。

气阀为压缩机重要而敏感的部件，通常气阀故障将会影响压缩机的气量和压力，降低机器运转的经济性，所以在运行中应特别注意气阀的检查和维护，发现温度、声响异常，必须立即停车检查，必要时进行修理或更换。

8、填函

各级填函结构相同，由七个填料盒组成，靠近气缸的两盒由铸造铜合金密封盒、装在盒内的均压圈组成。其余每盒均由铸造铜合金密封盒、装在盒内的三、六瓣密封圈和紧箍在密封圈外缘的弹簧组成，各填料盒、填函座和填料压盖用两个M8的螺钉联接在一起，然后再整体固定到气缸上，这样便于安装和拆卸。

9、换热器

各级换热器结构形式相同均为卧式管壳式结构。

这了保证换热器的换热效果，应确保冷却水量和水压，水量可通过回水阀门来控制，为防止结垢，应使回水温度小于40°。压缩机检修时，根据具体情况定期清洗换热器芯子内外壁上的污垢。

检修后重装时，应注意芯子与外壳的位置，不要装错。另外，严禁检修时气侧带油。

10、缓冲器

压缩机中气流的脉动会造成许多危害，降低压缩机容积效率，引起额外的功率消耗，使气阀工况变坏，控制仪表失灵，引起管道振动等。

缓冲器是减小气流脉动的有效措施。

本机一、二级进出口设有缓冲器，用于减小气流脉动，以利于压缩机的平稳运转。

11、油站

本机设有单独油站，由齿轮油泵进行压力强制循环润滑。主油泵带在曲轴上，辅肋油泵由单独电机拖动，油泵自曲轴箱吸入润滑油，经过粗滤油器、泵、油冷却器、油过滤器进入压缩机身内的油分布总管，再通过各支油管到各主轴瓦。一部分润滑油通过曲轴内的油管到连杆轴承，由连杆体内油孔到达连杆小头，润滑十字头销，并经十字头体内油孔润滑十字头与十字头导筒磨擦面，最后流回曲轴箱内，形成一个封闭的循环油路。

7.1.2 工作原理

原动机主轴带动曲轴旋转，曲柄连杆机构将旋转运动转变为活塞的往复运动，每旋转一周活塞往复一次，气缸工作容积由零增至最大，继而以减至零，循环变化一周，从而相继进行一次进气、压缩、排气过程，使气体压力得以提高。

7.1.3 技术性能及正常工艺参数

1、技术性能见表7-1

表7-1

2、正常工艺参数见表7-2

3、常见故障及处理方法

⑴温度异常见表表7-3

⑵压力不正常见表7-4

表7-4

⑶不正常响声见表7-5

⑷泄漏见表7-6

4、检修规程

⑴每运行一个月对设备按以下内容进行检查。

①曲轴箱油位是否降低，油位下降及时加油。

②检查全部气阀，修理或更换损伤零件。

③拆检刮油环及上密封工作情况，处理漏油漏气。

④检查各部螺栓紧固情况。

⑤检查活塞死隙有无变动。

⑥检查油泵工作情况。

⑦检查处理机组阀门。

⑵每运行3个月进行一次小修，除完成定期检查项目外，还应检查以下项目：

①各级活塞环，导向环间隙及磨损情况。

②刮油器填料，更换损坏和磨损零件。

③活塞杆与十字头螺母、联轴器螺栓坚固情况。

⑶每运行一年进行一次中修。

①包括全部小修内容

②全部拆开压缩机清洗检修，修配或更换磨损及损坏零件。

③清洗各级冷却器。

④仪表安全联锁装置调校。

⑤检修供配电设备及电机。

⑷每运行五年对机组全面进行一次大修。

①更换损坏零部件

②机组找正。

③处理基础缺陷。

④防腐刷漆。

⑤建立健全大修原始记录，要求测量数据准确，修理记录真实、清晰。

5、压缩机的拆卸和装配

⑴拆卸

拆卸要求：

①按拆卸顺序卸压缩机，拆卸下的零部件要仔细清洗，擦干并保存好。

②拆卸时应注意零部件装配位置，必要时可做标记，以免组装时装错。

③拆卸过程中用力应均匀，拆卸困难时应检查原因，避免因用力过大而损坏零件。

拆卸顺序：

①拆开压缩机与外部管路的连接法兰及接头，拆下联轴器螺栓、螺母及垫圈。

②拧开各级气缸头上的螺母，用M16的螺栓吊出气缸头。

③拆下机身中部四个侧盖，松开十字头与活塞杆联结螺母的上顶丝，拧开螺母并用吊环吊起活塞杆一定距离，装上护套，吊出活塞及活塞杆。

④拧下连接气缸与机身的螺母，吊出气缸及填料。

⑤拆下机身侧盖，由下部侧盖孔拆下连接螺母，取出连杆螺栓及大头瓦。

⑥从机身十字头导向筒孔内吊出十字头及连杆。

⑦拆开各润滑管路的接头，拆下各油管。

⑧拆下机身曲轴箱连接螺母和前后端盖，拔出定位销，吊下机身。

⑨拆除三个主轴承的轴承盖，吊出曲轴及飞轮，拆下止推轴承。

⑵装配

装配顺序与拆卸顺序相反，装配要求：

①装配前必须将所有零件清洗干净，用干净白布擦干，当用煤油清洗时，须待煤油充分挥发后方可装配。机身内运动部件装配时，应在各摩擦付上涂以润滑油，具有油孔的零件应保持油孔通畅。

②在装配时应检查并调整各主要的配合间隙，使之在范围之内。

③装配前应用涂色法检查连杆大头瓦与曲轴销的贴合情况，一般应保证不小于70%的贴合面积，接触点应分布均匀，达不到要求时可通过刮研修正，两连杆螺栓预紧力应一致。

④对有装配要求的零件，若配合面有拉毛或边缘毛刺，应研光后再装配。

⑤气缸内零部件要严格脱脂。

⑥组装好的部件若不立即装入压缩机应包好，不让灰尘、潮气、油污浸入。

⑦所有密封垫应严密，损坏或有缺陷必须更换。

⑧零部件组装不允许装错或缺少零件。

⑨全面检查装配情况，并盘车检查活塞上下止点间隙。