一、往復壓縮機潤滑特點
與壓縮氣體直接接觸部分的外部潤滑與冷卻,內(nèi)部潤滑主要指汽缸內(nèi)部的潤滑、密封與防銹。內(nèi)部潤滑完成使命后與壓縮氣體一起被排出。潤滑油經(jīng)排氣閥,一部分經(jīng)分離后排出,沒被分離則進入儲氣缸和管路,所以內(nèi)部潤滑屬全損耗式潤滑。
內(nèi)部潤滑大致有三種方式:
(1)壓力注油潤滑。該方式是用注油器將潤滑油以一定速度注入氣缸潤滑點上。小容量壓縮機注油器以曲軸驅(qū)動,而大容量壓縮機,注油器往往單獨電機驅(qū)動。
調(diào)節(jié)加壓注油時,須按設計機供油量再加大75%,以克服氣缸的反壓力。壓力注油Z大優(yōu)點總是能以Z少的油量達到各摩擦表面Z合理的潤滑,被廣泛應用于有十字頭式壓縮機和其它大容量高壓壓縮機外部潤滑。
(2)飛濺潤滑。大多用于無十字頭小型通用壓縮機。
(3)吸油潤滑。這是一種在壓縮機進氣中吸入少量潤滑油的潤滑方法,常用于無法采用飛濺潤滑無十字頭式壓縮機。
往復壓縮機運動機構(gòu)主要是壓力潤滑,其特點是油量充足,潤滑充分,并能有效地帶走摩擦屑,對主軸承連桿大小端軸承進行強制潤滑,在各壓縮機上廣為利用。
1. 適當?shù)恼扯?/p>
為保證良好的潤滑和壓縮氣體的密封,潤滑油必需要有一定的粘度,而且壓縮機的粘度在高壓下會增大的。例如:1MPa粘度為20mm²/s油在10MPa時會增加到40mm²/s,粘度過大,不但浪費功率,而且表面油膜恢復速度慢,增加磨損,也容易造成油泥和積炭。粘度小,易使氣缸活塞間形不成可靠油膜,造成漏氣,所以選擇時要考慮排氣壓力、終壓溫度壓縮機的級數(shù)等因素。
往復式壓縮機外部潤滑系統(tǒng)用油一般采用32~100的汽輪機潤滑油。
2. 良好的熱氧化安定性
保證在運行中少生成油泥和高溫下(220℃以上)不易產(chǎn)生積炭。在高溫下氧化速度快,溫度每升高8~10℃氧化速度增加1~2倍,良好熱氧化安定性是防止油品被氧化而生成積炭所必需的性能。
歐洲壓縮機制造者規(guī)定VG32-68,POT值Z大2.0或2.5,100~150Z大值為3.0(POT抗氧化性能試驗:使油在200℃有氧化鐵催化下,以15L/hm的速度通入空氣氧化24小時的康式殘?zhí)恐翟黾又?)。
3. 抗積炭性
抗積炭性影響壓縮機潤滑油在使用中產(chǎn)生積炭多少的重要指標,必須使用積炭小的油品。過多的積炭不但會引起排氣閥和排氣管處結(jié)膠和堵塞,還會使排氣閥處積炭而漏氣,致使排出氣體倒回缸內(nèi),重復壓縮,使溫度迅速升高,高溫又加劇氧化。
當溫度升到油的自燃點時,積存在積炭中的潤滑油開始燃燒,生成碳氫化合物和游離炭,當和高溫高壓油及空氣混合到爆炸界限,即爆炸。
一般碳氫化合物在空氣中的爆炸界限為:CH4 5~15,C2H4 3~12,C2H4 2.8~28.6,C3H8 2.1~9.35,C3H6 2~11.1,C4H10 1.8~8.4,C4H8 1.6~9.9,C5H12 1.4~8,C2H2 5~80。據(jù)統(tǒng)計,排氣溫度超過170℃空壓機有一半發(fā)生了爆炸,因而各國都規(guī)定排氣溫度不得超過150℃。
歐洲規(guī)定為130~140℃,可見控制溫度之重要。另外進氣減少10%,則溫度上升20℃,因而嚴格控制進氣,吸入空氣溫度不應超40℃,吸氣口不應在室內(nèi),防止空濾堵塞,保持冷卻槽出水,溫度差不超過10℃,即使在夏季冷卻槽出口水溫也不得超過50℃。定期清除積炭,一般600h清掃排氣閥,4000h換新氣閥。
盡量用環(huán)烷基油或合成油以減少積炭,加入抗氧化、防腐、抗摩添加劑,但不允許加降凝劑或粘度指數(shù)改進劑(防止熱氧化分解而結(jié)焦積炭)。另外,氣缸供油量不能過大,根據(jù)不同資料大致是:
臥式壓縮機一般每400m2摩擦面供油1g
立式壓縮機一般每500m2摩擦面供油1g
還有提到Z大供油量不得超過50g/m3,另外,還可以用下面公式計算:
Q=120πKDLN
式中:Q=潤滑油量(g/h);D=氣缸直徑(m);L=氣缸行程(m);N=曲軸轉(zhuǎn)速(r/min);
K=單位潤滑表面積的耗油量(g/m²),對臥式氣缸可取K=0.025g/m²,對立式氣缸可取K=0.02g/m²
4. 閃點要高
閃點是壓縮機的安全性指標。因為壓縮空氣的溫度有可能超過油品閃點,壓縮潤滑油閃點應高于排氣溫度30~40℃,閃點和燃點不同,閃點在高壓空氣下是上升的。
例如:常壓下閃點為216℃的油,在0.8MPa(8個大氣壓)下則為243℃。而大?分壓縮機排氣溫度達不到243℃,使用高閃點油,并不完全解決爆炸問題,爆炸取決于油在過熱的積炭火點上發(fā)生分解,產(chǎn)生膠質(zhì)碳氫化合物,閃點過高粘度很大的油,反而容易產(chǎn)生積炭,還會增加摩擦阻力,浪費動力。實踐證明,閃點隨壓力提高而提高,這就等于處于壓力狀態(tài)的潤滑油增加了安全系數(shù)。
5. 燃點也是壓縮潤滑油安全指標
壓縮機著火爆炸的主要原因是積炭受熱分解達到自燃點而引起的。32號汽輪機油常壓燃點為360℃的,當空氣壓力增到1MPa時,燃點下降到250℃,當壓力增加到10MPa時燃點下降到200℃。
氫氮壓縮機,特別是無油氫氮壓縮機主要供化學工業(yè)氨合成用,是合成氨廠心臟設備,使用時應注意所壓縮氣體含有一氧化碳對人有強烈毒性,當氫氣與空氣混合到一定濃度時有爆炸危險。為安全計,無油潤滑氮氫氣壓縮機排氣溫度一般限制在160℃以下,氫氮壓縮機所用潤滑油對氧化安定性無特殊要求,但油要低硫。
二、往復式壓縮機結(jié)構(gòu)特點
靠氣缸中作往復運動,改變工作容積,使氣體被壓縮,提高氣體壓力,這類壓縮機為往復式壓縮機。
往復式壓縮機通常形式有活塞式和膜片式,它們分別通過活塞式膜片在氣缸內(nèi)的往復運動,借助進排氣閥自動開閉,進行氣體的吸入,壓縮和排出,其特點是壓力廣泛,工業(yè)應用上Z高壓力達350MPa(3500kgf/cm²)。
氣體壓力有脈沖,運轉(zhuǎn)時有振動,其中活塞式壓縮機是應用Z廣泛一種。往復壓縮機按壓縮過程分為單級和多級;按氣缸排列相對位置又分為立式、臥式、角式、對置平衡式。
膜片壓縮機是曲柄連桿機構(gòu)通過液體驅(qū)動膜片工作,由于膜腔氣密性好,壓縮介質(zhì)凈度很高。因此常用于珍貴稀有氣體壓縮,以及輸送不許泄漏,易燃,強腐蝕性,放射性和劇毒介質(zhì)。膜片式壓縮機輸氣量很小,每小時為520m3,多用于科研及生產(chǎn)特殊用途 。膜片壓縮機的氣缸不需要潤滑,只需潤滑由柄連桿和液壓缸。
(來源:化工設備與機械)