【壓縮機(jī)網(wǎng)】河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠2005年2月份建成投產(chǎn)一套KDONAr-6000/ 2000/180型空分裝置，其中氧壓機(jī)采用某國內(nèi)壓縮機(jī)公司生產(chǎn)的ZW-52/20型活塞式氧壓機(jī)，工廠代號(hào)0310X，采用立式、四列、四缸、三級(jí)雙作用、氣缸無油潤滑、水冷式。氧壓機(jī)三臺(tái)，兩用一備。

　　一、機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

　　一二級(jí)活塞環(huán)為普通的搭接口式矩形斷面聚四氟乙烯環(huán)。三級(jí)活塞環(huán)采用T型活塞環(huán)結(jié)構(gòu)，這種環(huán)經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，T型環(huán)的肩格靠在間隔圈上，抵消了環(huán)背面的氣體使環(huán)壓到氣缸鏡面上的力，所以這種T型環(huán)磨損甚小，這樣就提高了活塞環(huán)的使用壽命，至少在8000小時(shí)以上。但活塞是組合式的形式：5只活塞環(huán)嵌在三種規(guī)格共5只間隔圈內(nèi)，由活塞體通過螺母、墊碗、活塞桿組裝在一起，因此增加了加工、裝拆的麻煩。見附圖。

　　該機(jī)器運(yùn)行參數(shù)如下：

　　一級(jí)吸氣壓力0.016MPA，末級(jí)冷卻器后溫度≦45℃；

　　實(shí)際運(yùn)行中，一級(jí)吸氣壓力0.012MPa   一級(jí)排氣0.28MPa，一級(jí)排氣溫度170℃；

　　二級(jí)排氣壓力0.88MPa，二級(jí)排氣溫度158℃；

　　三級(jí)排氣壓力1.50MPa，三級(jí)排氣溫度85℃。

　　二、故障現(xiàn)象

　　2018年8月28日，因處理1#氧壓機(jī)三級(jí)活塞桿帶油，更換了一套備用三級(jí)活塞桿活塞體活塞環(huán)的組裝件，該組裝件是從另一臺(tái)氧壓機(jī)上因?qū)颦h(huán)拆下更換新導(dǎo)向環(huán)后存放于倉庫。同時(shí)將二三級(jí)密封器內(nèi)的密封件予以更換。檢查二三級(jí)氣閥，因緩沖片外緣掉塊更換一只新二級(jí)排氣閥。檢修結(jié)束，開機(jī)，其二級(jí)排氣壓力達(dá)到了1.02MPa，二級(jí)排氣溫度達(dá)到170℃，而在檢修前運(yùn)行時(shí)分別是0.88MPa、160℃。針對(duì)二級(jí)排氣壓力、溫度偏高異常，首先檢查壓力表和熱電阻，并未發(fā)現(xiàn)異常，而且二級(jí)排氣溫度、壓力是同時(shí)升高，說明是真實(shí)變化，并不是儀表測(cè)量問題。其次因三級(jí)吸氣閥不燙手，停機(jī)后再次檢查三級(jí)排氣閥，有部分彈簧斷裂，更換全部彈簧。開機(jī)后，二級(jí)排氣溫度、壓力仍是偏高，沒有改善。

　　29日，再次拆三級(jí)吸氣閥、排氣閥進(jìn)行查漏，更換掉一個(gè)內(nèi)漏稍大的吸氣閥和排氣閥，并吊出三級(jí)活塞進(jìn)行檢查，五個(gè)活塞環(huán)中一個(gè)環(huán)卡在活塞體間隔圈槽內(nèi)不能靈活伸縮。于是解體活塞，取出活塞環(huán)進(jìn)行修復(fù)，確保足夠的軸向間隙，能夠在槽內(nèi)靈活。處理完畢，開機(jī)，各級(jí)壓力分別達(dá)到0.28、1.0、1.4MPa，二級(jí)排氣溫度與一級(jí)排氣溫度僅差2℃，分別是168℃和170℃，仍是二級(jí)排氣溫度壓力異常。

　　30日，檢查全部氣閥，更換有裂紋的二級(jí)排氣閥片一只和部分氣閥彈簧，中午開啟升壓試機(jī)，二級(jí)排氣壓力仍是1.0MPa。于是停機(jī)，這次更換新活塞桿和五只新活塞環(huán)組裝的活塞體組裝件，回裝后開機(jī)，二級(jí)排氣壓力0.88MPa，排氣溫度相應(yīng)隨著下降，至此，二級(jí)排氣壓力和溫度異常偏高的故障得以解決。

　　三、原因分析

　　2006年因該空分裝置的氮壓機(jī)（工廠代號(hào)0546）發(fā)生一起活塞環(huán)磨損嚴(yán)重導(dǎo)致環(huán)槽內(nèi)彈力環(huán)跑出摩擦住氣缸的嚴(yán)重事故，許多彈力環(huán)碎片擠壓在氣閥內(nèi)，造成溫度壓力異常，氣缸出現(xiàn)多處劃痕磨損。為了避免在氧壓機(jī)上發(fā)生類似事故，經(jīng)與壓縮機(jī)廠家交流后，當(dāng)時(shí)就把這三臺(tái)氧壓機(jī)的活塞體上彈力環(huán)全部拆下，開機(jī)后未見各級(jí)壓力有明顯變化，這十幾年來一直運(yùn)行穩(wěn)定。

　　豫光制氧廠有共計(jì)14臺(tái)活塞式氧氮?dú)鈮嚎s機(jī)，以往活塞機(jī)上斜切口或搭接口活塞環(huán)一般采用矩形活塞環(huán)，使用極限是當(dāng)磨損量達(dá)到1/3徑向厚度時(shí)才予以更換新環(huán)。如該氧壓機(jī)一二級(jí)活塞環(huán)新環(huán)厚度15mm，當(dāng)磨損到環(huán)厚接近10mm時(shí)，考慮到下一個(gè)例檢運(yùn)行周期，我們就主動(dòng)更換新環(huán)，不會(huì)出現(xiàn)因活塞環(huán)太薄而導(dǎo)致壓力溫度升高現(xiàn)象。而該三級(jí)活塞采用組裝式，用的是T型環(huán)，過去每4000小時(shí)解體活塞專門例檢時(shí)，活塞環(huán)厚度一直未見明顯變化，不像一二級(jí)活塞環(huán)磨損量大需要更換，因此數(shù)年后不再專門解體三級(jí)活塞檢查活塞環(huán)厚度，除非出現(xiàn)導(dǎo)向環(huán)不符合技術(shù)要求才解體予以更換導(dǎo)向環(huán)，此時(shí)若活塞環(huán)厚度未明顯變小，一般也不予更換活塞環(huán)。

　　活塞環(huán)的密封作用主要是依靠活塞環(huán)外表面緊貼氣缸表面、活塞環(huán)底平面與環(huán)槽底平面緊貼以及整個(gè)活塞環(huán)組的間隙空間形成的阻塞密封和節(jié)流密封的共同作用而建立起來的。T型環(huán)與活塞體的間隔圈之間設(shè)計(jì)是一個(gè)很小的間隙，在運(yùn)行初期，活塞環(huán)在泄漏進(jìn)環(huán)背面空間氣體力形成的背壓作用下，T型環(huán)外圓表面緊貼氣缸內(nèi)壁而存在磨損，直到環(huán)與間隔圈的間隙為零時(shí)活塞環(huán)受間隔圈限制無法再向外擴(kuò)張，這時(shí)僅靠活塞環(huán)外表面與氣缸之間的狹小間隙的氣體節(jié)流和此后活塞環(huán)相互之間的空間的膨脹作用而達(dá)到密封作用，但其密封性不如之前活塞環(huán)能夠緊貼氣缸時(shí)的狀態(tài)。8月28日這次雖然T型環(huán)厚度簡(jiǎn)單用塞尺從活塞環(huán)軸向間隙塞進(jìn)配合游標(biāo)卡尺去量仍有約11mm（新環(huán)12mm厚），但事后分析時(shí)在活塞體上用手撐開活塞環(huán)，量其外徑，僅∮209.8mm，而三級(jí)氣缸內(nèi)徑∮210mm，由于活塞環(huán)受間隔圈限制沒有伸縮余量，因此活塞環(huán)不能緊密貼合在氣缸鏡面上形成密封，導(dǎo)致密封性差。在三級(jí)一端吸氣時(shí)，另一端被壓縮的高壓氣體會(huì)部分竄到該吸氣端，造成二級(jí)排氣壓力升高，溫度相應(yīng)升高。為了進(jìn)一步利用和延長T型環(huán)的使用壽命，解體活塞更換新活塞環(huán)時(shí)，將其活塞體上各間隔圈送到車床上加工，內(nèi)徑擴(kuò)大1mm，由∮197mm擴(kuò)大到∮198mm。

　　四、結(jié)束語

　　活塞壓縮機(jī)級(jí)間壓力偏高，一般是高壓級(jí)氣閥內(nèi)漏和高壓級(jí)活塞環(huán)泄漏，本次出現(xiàn)的二級(jí)排氣壓力偏高故障，因我們?cè)谶@種組裝式活塞方面認(rèn)識(shí)不到位，缺乏活塞環(huán)磨損需更換的經(jīng)驗(yàn)理論數(shù)據(jù)，導(dǎo)致處理問題費(fèi)了周折。在今后例檢三級(jí)時(shí)，要測(cè)其活塞環(huán)撐開后的外徑，與氣缸內(nèi)徑對(duì)比，當(dāng)≤210mm時(shí)要解體活塞更換新活塞環(huán)。由于活塞環(huán)開始運(yùn)行時(shí)有一個(gè)跑合過程，因此更換新的環(huán)后應(yīng)先無負(fù)載地運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，然后逐漸升高壓力。因壓縮氧氣介質(zhì)的特殊性，運(yùn)行中密切注意氧壓機(jī)的溫度壓力是否出現(xiàn)異常突然變化或與以往數(shù)值差別較大，如有就需停機(jī)進(jìn)行檢查。氣閥、氣缸、密封器、曲軸箱等要按要求每4000小時(shí)進(jìn)行檢查、更換磨損件。出現(xiàn)異常撞擊聲響要采取緊急停機(jī)，防止撞缸事故的發(fā)生。一般運(yùn)轉(zhuǎn)16000～24000小時(shí)后機(jī)組要解體大修進(jìn)行全面檢查，并對(duì)照原來的記錄數(shù)據(jù)重新找中、找平，修配或更換磨損及損壞的零部件，以恢復(fù)機(jī)器的最佳運(yùn)行性能。

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