朱光榮

摘要：文章通過對(duì)4M12Q四列M型四級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的參數(shù)及無油注潤滑改造進(jìn)行分析，希望可以為同行業(yè)的相關(guān)技術(shù)起到拋磚引玉的作用

關(guān)鍵詞：4M12Q四列M型四級(jí)二氧化碳?jí)嚎s；無油注潤滑技術(shù)；優(yōu)點(diǎn)；改造；經(jīng)濟(jì)效益

1 前言

4M12Q四列M型四級(jí)二氧化碳?jí)嚎s是我公司重要設(shè)備之一，均屬于往復(fù)式活塞壓縮機(jī)，為了提高往復(fù)運(yùn)動(dòng)部件的使用壽命及改善氣缸的工作表面，二、三、四級(jí)缸中均帶有缸套，材料為球墨鑄鐵QT600-3，在活塞組件、填料組件等相對(duì)運(yùn)動(dòng)部件表面均通過注油器注入潤滑油，形成油膜，減小磨擦磨損及冷卻磨擦表面，但隨著過多潤滑油進(jìn)入系統(tǒng)，工藝原料氣體受到污染，YM氣化爐中進(jìn)入油氣存在爆管的危險(xiǎn)，后系統(tǒng)甲醇合成、二甲醚裝置催化劑受損，二氧化碳?jí)嚎s機(jī)出口氣帶有油氣，嚴(yán)重影響各裝置安全穩(wěn)定及長周期運(yùn)行。為消除事故的發(fā)生，保護(hù)催化劑的使用性能及壽命，阻止壓縮機(jī)出口氣體受到污染。因此，我公司于2014年3月開始逐步對(duì)三臺(tái)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的氣缸及填料進(jìn)行無油潤滑改造。

2 無油潤滑的概念

無油潤滑是指采用自潤滑材料制造活塞環(huán)、導(dǎo)環(huán)（支承環(huán)）和填料，實(shí)現(xiàn)氣缸部分無油潤滑。其主要材料有含填充劑的填充聚四氟乙烯（PTFE，F(xiàn)4）、石墨和尼龍（PA）等。在聚四氟乙烯中加入玻璃纖維、玻璃粉、陶瓷和石棉粉等，能增加抗壓和耐磨性能，降低收縮率；填充銅、青銅等能提高導(dǎo)熱性和機(jī)械強(qiáng)度；填充石墨、二硫化鉬等能提高耐磨和導(dǎo)熱性。所以填充聚四氟乙烯具有優(yōu)良的耐磨性和較高的化學(xué)穩(wěn)定性，適應(yīng)的溫度較寬，是一種較為理想的無油潤滑材料。自潤滑材料在庫侖力的作用下，能使本身的分子脫離本體，整齊地排列在氣缸和環(huán)的接觸面上，因而有利于相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，即起到自潤滑作用。

3 4M12Q四列壓縮機(jī)改為無油潤滑的優(yōu)點(diǎn)

3.1 由于氣體不帶油，從而減少或消除油污沉積在換熱器管壁上的可能性，提高了換熱效率，減少了氣體阻力損失。

3.2 可以取消注油器，油分離等設(shè)備，因而降低了系統(tǒng)阻力，壓力可相對(duì)提高，有利于增加產(chǎn)量。

3.3 可以節(jié)約潤滑油，據(jù)估測，一臺(tái)4M12Q四列M型四級(jí)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)一年省油600kg左右。

3.4 由于使用了自潤滑材料的填料函密封元件，基本上可省去對(duì)原金屬填料函繁重的刮研工作量，檢修工作量為原來的1/6，而且大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3.5 提高了氣缸、汽缸套、活塞桿的使用壽命。

3.6 提高了冷卻效果，由于壓縮空氣不含油分，因而取消了油分離器，顯著提高了冷卻器的冷卻效果。

3.7 減少了非生產(chǎn)檢修時(shí)間和開車用電。

4 4M12Q四列二氧化碳?jí)嚎s機(jī)填料無油潤滑工作原理

在工作狀態(tài)下，密封圈被壓縮氣體由高壓側(cè)推向低壓側(cè)，在壓力差的使用下，密封圈和阻流環(huán)緊密貼合，阻流環(huán)與另一只填料盒底面緊密貼合，靠氣體壓力達(dá)到自緊密封，阻止了氣體的徑向泄漏。密封圈的外圓有拉簧拉緊力與氣體壓力作用，使密封圈抱緊活塞桿，阻止氣體的軸向泄漏，保證密封。密封環(huán)的開口量為2mm，當(dāng)密封圈內(nèi)徑磨損后，環(huán)的內(nèi)圓會(huì)作徑向收縮自動(dòng)地對(duì)磨損進(jìn)行一定量的補(bǔ)償，阻流環(huán)材質(zhì)采用FH-1金屬塑料復(fù)合材料，避免了“冷流”變形。

填料是壓縮機(jī)的一個(gè)重要組成部分，由于填料函工作壽命不長易泄漏，造成原料氣損失，環(huán)境污染，被迫經(jīng)常停車更換。經(jīng)常停車維修更會(huì)消耗大量人力、物力，并且影響機(jī)臺(tái)的正常運(yùn)行和其出率，因此能否保證填料函長周期無泄漏運(yùn)行是壓縮機(jī)管理中的一件大事。

當(dāng)前，我們利用無油潤滑技術(shù)，有效地解決了壓縮機(jī)包括高壓段填料在內(nèi)的填料函的長周期有效密封問題，使壓縮機(jī)能確保長周期無泄漏運(yùn)行。

5 4M12Q四列壓縮機(jī)改無油潤滑的技術(shù)

我廠的三臺(tái)4M12Q四列二氧化碳?jí)嚎s機(jī)原四段填料為巴氏合金，滿負(fù)荷時(shí)三臺(tái)全開，每臺(tái)二氧化碳?jí)嚎s機(jī)都有一臺(tái)注油器，對(duì)壓縮機(jī)的12個(gè)注油點(diǎn)進(jìn)行注油，在使用中不僅需注入高級(jí)潤滑油，而且壽命很短，一組填料有時(shí)用上一個(gè)月就泄漏、被迫更換。一、二、三段缸都各設(shè)有一個(gè)分離器，分離了原料氣中的大部分油氣，但仍然有部分油氣夾帶在原料氣中，工藝原料氣體受到污染，嚴(yán)重影響各裝置安全穩(wěn)定及長周期運(yùn)行。為了從根本上解決這一問題，我對(duì)其進(jìn)行了改造，全部換成了無油潤滑。但是，要通過改為無油潤滑以解決壓縮氣體不帶油份及使用壽命問題，必須在4M12Q四列二氧化碳?jí)嚎s機(jī)的結(jié)構(gòu)與材質(zhì)上，以及操作使用上采取正確的技術(shù)措施，才能達(dá)到改造目的。

5.1 增設(shè)中間體刮油器、擋油盤

為使曲軸箱內(nèi)的潤滑油不被帶入氣缸，可在主機(jī)上增設(shè)水平，垂直兩列氣缸與機(jī)身之間的中間體，并在中間體依靠曲軸箱側(cè)設(shè)置刮油器，最大限度地將活塞桿上的油分刮下來，以杜絕可能被活塞桿從曲軸箱帶出微量油分進(jìn)入缸體，確保原料氣無油分存在。

5.2 導(dǎo)向環(huán)，活塞環(huán)用填充聚四氟乙烯制造

因?yàn)樘畛渚鬯姆蚁┗钊h(huán)具有比較好的化學(xué)穩(wěn)定性，耐高溫達(dá)250度。低溫達(dá)-200℃，能在氣缸金屬表面形成一層薄膜，摩擦因數(shù)小，具有良好的自潤滑性能，不用注油，因而可獲得純凈的壓縮空氣。

5.3 設(shè)置填充聚四氟乙烯密封環(huán)

在原氣缸端放置刮油環(huán)，密封圈的空腔內(nèi)，改為設(shè)置用填充聚四氟乙烯材料制造的密封圈，可大大提高密封效果。

5.4 氣缸改造

去掉注油器，堵死氣缸上的注油孔，生產(chǎn)實(shí)踐證明二氧化碳?jí)嚎s機(jī)改為無油潤滑的技術(shù)措施是可行的，實(shí)際運(yùn)行效果表明。改造后的壓縮機(jī)使用性能與同類無油潤滑壓縮機(jī)相同。改選和增設(shè)的零部件大部分廠家可自行加工。改造后填料具有結(jié)構(gòu)簡單、取材方便、密封性能好、使用壽命較長、裝拆方便、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，密封圈內(nèi)徑可以根據(jù)活塞桿外徑尺寸配車，即便活塞桿外徑磨損了3mm左右，仍能繼續(xù)使用。

6 改造后的經(jīng)濟(jì)效益

6.1 每組填料可使用一年左右，比原來的有油潤滑金屬填料使用壽命提高了好幾倍。

6.2 簡化了結(jié)構(gòu)，填料的零部件減少且大部分可自己加工。

6.3 節(jié)約大量昂貴的高級(jí)潤滑油，以每年運(yùn)轉(zhuǎn)330天計(jì)算，每臺(tái)機(jī)每年可節(jié)油近600kg。

6.4 解決了氣缸填料長期嚴(yán)重泄漏，改善了車間環(huán)境，保障了工人的身體健康。

6.5 節(jié)約了維修費(fèi)用，活塞桿可多次重復(fù)使用，無油潤滑填料比金屬填料價(jià)低30%左右，且易于加工裝配。

6.6 節(jié)約電費(fèi)，原新裝配的有油潤滑金屬填料需空車磨合8個(gè)小時(shí)。無油潤滑填料只需磨合15分鐘，即可投入使用。

6.7 以上各項(xiàng)總計(jì)每臺(tái)機(jī)四段填料改為無油潤滑后，每年至少可節(jié)約資金3000元。

結(jié)語

改造后壓縮機(jī)氣缸和活塞環(huán)的工作條件得到了非常大的改善，使用壽命長，可靠性好，運(yùn)動(dòng)部件的可靠性也大大提高了，易損件的消耗下降。運(yùn)行可靠性提高后，停機(jī)次數(shù)減少及檢修工作量減小，設(shè)備故障率降低，運(yùn)轉(zhuǎn)率得到了提高，維修費(fèi)用大大降低，壓縮機(jī)達(dá)到了高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、節(jié)能的新水平。這不僅降低了能耗，還保障了系統(tǒng)輸送無油氣的氣體，起到了保護(hù)氣化爐和甲醇合成、二甲醚催化劑的目的。此項(xiàng)改造投資少但效果顯著，既消除了安全隱患，又取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益，保證了裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]趙玉和.無油潤滑活塞式壓縮機(jī)活塞桿密封器試驗(yàn)及討論[A]；摩擦學(xué)第三屆全國學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集潤滑材料部分[C]；1982年.

[2]朱玉峰，彭寶成.無油潤滑壓縮機(jī)活塞環(huán)的研究進(jìn)展[J]；潤滑與密封.2003年06期.

[3]劉興旺.L型空氣壓縮機(jī)無油潤滑改造[J]；石化技術(shù)與應(yīng)用；1998年02期.

（作者單位：云南省紅河州開遠(yuǎn)市解化清潔能源開發(fā)有限公司解化化工分公司（二甲醚廠））