空气分离制氧技术 第7章 活塞式压缩机

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

1

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

型号 ZW-68/30

氧气介质压3/h

标准状态3800m

排气量3/min

吸入状态 68 m

0.09Mpa(A) 大气压力

0.105Mpa(A) 进气压力 3.0 Mpa(A)1

排气压力缩 30℃进气压力℃冷却前≤160 排气温度冷却后40≤℃ 2 650KW 轴功率494r/min转240mm

行

251一

400缸二240

三120KN名义活塞

润滑油牌机械68400L润滑油一次充填

3冷却水进水温

100t/h冷却水总耗

12型Y63功电动710KW

电6KV

7-2 、正常工艺参数见表27-2

表

3

3、常见故障及处理方法7-3

⑴温度异常见表表7-3

表

7-4 ⑵压力不正常见表

7-4表4

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