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    空壓機工作效率的途徑和主要措施
    時間:2018-05-02 關鍵詞:

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     在實際應用中,由于煤氣質量、維護保養、檢修等不符合設計要求或跟不上,常常造成煤氣壓縮機效率不高,不僅不能充分利用,而且還直接影響了管網壓力。

    1、隨著城市煤氣事業的發展,城市中管道煤氣的用量比例在不斷增加,活塞式煤氣壓縮機是城市煤氣輸配的主要設備之一,它的用量隨之增多。而在實際應用中,由于煤氣質量、維護保養、檢修等不符合設計要求或跟不上,又常常造成煤氣壓縮機效率不高,不僅不能充分利用,而且還直接影響了管網壓力。因此對燃氣行業來說,如何保持煤氣壓縮機工作效率,成為當務之急。本人針對D-80/1型煤氣壓縮機的工作原理及其運行中效率降低的原因探討以提高煤氣壓縮機工作效率的途徑和主要措施。

    2、活塞式壓縮機工作原理及其效率降低的原因分析

    2.1在活塞式壓縮機中,壓縮煤氣是依靠活塞在汽缸內做往復運動的活塞來實現的。原理如圖:

     

     

    當活塞向右移動時,氣缸中活塞左端的壓力略低于低壓燃氣管道內的壓力下時,吸氣閥門被打開,燃氣在P1的作用下進入氣缸內,這個過程稱為吸氣過程;當活塞返行時,吸入的燃氣在氣缸內被活塞壓縮,這個過程稱為壓縮過程;當氣缸內燃氣壓力被壓縮到略高于高壓燃氣管道內壓力P2后,排氣閥即被打開,被壓縮的燃氣排入高壓燃氣管道內,這個過程稱為排氣過程。至此,壓縮機完成了一個工作循環。

    2.2效率降低的原因及分析

    當壓縮機完成一個工作循環,假定氣缸沒有余隙容積,沒有吸、排氣阻力及沒有熱量交換。壓縮機的工作效率,也就是說有多少煤氣被吸入,就會有多少被排入管網,即為理論壓縮運行。但事實不同,在這里理論上影響不加論述(各種相關書中都有),只從實際運行中加以分析。根據煤氣壓縮機在實際運行中發現,它在運轉中性能的變化,在很大程度上決定于正確的技術管理與合理的維護檢修,實際運行中,特別是煤氣質量。為了做到經濟運行,安全可靠的運轉,必須制定出技術管理辦法和定期維修制度,并切實得到執行。特別要加強煤氣的凈化處理,來保證壓縮機各相關部位的運行環境,使運行效率始終保持在一個高的狀態下進行。下面結合實際工作中情況進行分析。

    2.2.1壓縮機的不正常漏氣

    煤氣的泄露主要發生在壓縮機內,有相對運動的構件接合部位上,例如:汽缸和活塞環,活塞桿和填料環。由于相對運動的存在,有時因磨損過度,有時因磨損不均,都將使接合部出現很小的縫隙,被壓縮的煤氣將由于壓力高而自此外泄,造成汽缸內煤氣壓力不能保證正常要求,使得應該在一定壓力下打開的排氣閥由于壓力低而不能按時打開,嚴重影響了壓送煤氣效率。這種情況的形成原因大都因沒有一個正確的保養維修計劃,也就是沒有按照三級保養制度進行日常保養。實際中,煤氣質量對此影響也很大。由于煤氣中雜質很多,而吸排頻繁對其中接觸面產生極大摩擦,直至影響吸排氣閥的漏氣及排氣。

    2.2.2閥片和閥座的結合面磨損或粘附油垢,致使閥關閉不嚴

    這種原因的形成決定于煤氣質量和閥片、閥座、限制器的質量,煤氣不干凈,含有焦油、灰塵等物。它們的存在不僅磨損閥片、閥座,而且焦油的大量存在,首先,會粘住閥片、閥座,使本應打開的閥片不能及時打開;其次,焦渣的存在還會造成吸排氣閥關閉不嚴,煤氣不能按照要求進出氣缸,吸氣時把高壓煤氣吸入氣缸,排氣時又把氣缸內煤氣部分排入吸氣管路,直接影響壓氣量。

    2.2.3彈簧對效率的影響

    此影響大致分為兩個方面:其一、彈簧彈力過大的彈簧。這種彈簧使閥提前關閉,而至后打開,這樣造成吸氣量與排氣量都少,不僅降低了壓縮機的整體效率,而且降低了接近吸氣終點時汽缸內的壓力,增大了管道同汽缸內的壓力差,進而降低了管網壓力,影響了供氣質量。其二,彈簧疲勞斷裂,使閥片的升程范圍直接成為缸內煤氣與外界管道相連,造成煤氣壓力升高困難。這兩種情況的存在影響壓縮機效率特別明顯,如管理不善將直接影響供氣效率,此時可能使壓縮機效率為原來的40%(實際運行效果分析)。

    2.2.4冷卻系統對效率的影響

    我們知道,煤氣壓縮機在運行中由于活塞與汽缸的摩擦產生熱量,同時由于活塞壓縮煤氣產生壓縮熱量使汽缸壁、活塞等溫度升高,溫度升高對壓縮煤氣的效率功耗、潤滑油將產生很大影響。由于熱量的存在,當壓縮機吸入溫度較低的煤氣時相對冷的煤氣必然吸收周圍的汽缸壁熱量隨之而膨脹。氣體膨脹,必然占有一部分汽缸容積,也就是說每次吸入氣缸內的煤氣的量要少于正常冷卻條件下的量,正常運行條件下煤氣壓縮機夏天要比冬天效率高就是這個原因。

    2.2.5潤滑系統對效率的影響

    眾所周知,潤滑油有下面四個方面作用:①減輕滑動部位的磨損,延長零件壽命;②減少摩擦功耗;③冷卻作用,可導走摩擦熱,使零件的工作溫度不過高,從而保證滑動部分必要的運轉間隙,防止接觸面被燒傷;④密封汽缸的工作容積以提高活塞和填料箱的密封性。根據潤滑油的這些作用,結合實際管理中的經驗,我們發現潤滑油的這些作用都直接或見接的與壓縮機的效率有關,同時了解到它的質量對潤滑作用起主要影響,也就是間接影響煤氣壓縮機的效率,運行中溫度影響油質比較嚴重。眾所周知,高溫是煤氣壓縮機的一大特點。在高溫下潤滑油的黏度將會急劇下降,而且氧化速度顯著加快,同時產生溶解于油的液態氧化物和不溶于油的氧化物溶渣?諝鉁囟扔,氧化過程則愈快。固體物的存在,導致相對運行部件的磨損,造成被壓縮煤氣泄漏。

    2.2.6壓縮機氣缸余隙容積對氣缸的影響

    汽缸余隙存在的意義:①活塞運動時,由于摩擦和壓縮煤氣產生的熱量,使活塞受熱膨脹,產生軸向的伸長,為避免活塞與汽缸端面發生碰撞事故及活塞與汽缸壁卡死,需要余隙容積的存在。②有了余隙容積中煤氣的膨脹作用,能使吸氣閥開啟時比較平穩。③制造精度及零部件調整與設計總是有偏差的,運動部件在運動時可能出現松動,使結合間隙增大,部件總尺寸增長。另外,由氣閥至汽缸通道形成的余隙容積主要由于氣閥的布置難以避免,但余隙容積的存在,對排氣量是不利的。

    3、提高壓縮機效率的途徑和主要措施

    3.1減少相對運動部件之間的漏氣

    據此情況,對于煤氣壓縮機還應按照自身規律進行小、中、大修內容進行,即到期必修,絕不能表面上看到正常,就可以任其運行。只有保養維修跟上了,才能保證壓縮機不致因此降低效率。②閥片和閥座的結合面磨損或因黏附油垢或焦渣致使其關閉不嚴,這種原因的形成決定于煤氣質量、閥片、閥座。要解決這種情況,首先應提高煤氣質量,盡量減少煤氣中雜質含量,保證進入壓縮機的煤氣干凈、無水,保證閥片、閥座、生成限制器在設計環境中運行。同時也不至于使閥片與閥座之間存有油垢或焦渣而造成其關閉不嚴,這樣也就避免了活塞運行時把壓出的煤氣重新吸到汽缸內,而壓氣時把汽缸內的煤氣通過吸氣閥壓入吸氣膛內,直接影響壓氣量?朔@種情況必須結合實際煤氣質量,以實際運行時間為基準,根據運行經驗,制定出吸排氣閥檢修、清洗計劃,及時更換出現磨損閥片、閥座,清洗存在的油垢、焦渣的吸排氣總成,保證煤氣按規定方面運動。

    3.2選擇合適的彈簧,保證壓縮機排氣壓力

    實際工作中,除根據實際記錄以外,大都根據手摸吸氣閥外殼方式判斷是否漏氣。這種方法可取,但一定要有詳細的檢修計劃及運行記錄,因為排氣閥是否存在問題憑此法是不能得到結果的。為節約電能,降低成本,要結合煤氣質量,根據實際經驗嚴格管理吸排氣閥,同時一定要嚴把配件質量,否則將造成很大損失。我公司購進一批彈簧,表面上看不出有何不同,可使用后明顯感到彈力過大。因為,它不僅造成壓縮機效率明顯降低,而且使壓縮機啟動電流也明顯增高,給設備管理帶來很大的不便。所以彈簧的選擇一定要合乎壓縮機的要求。

    3.3解決冷卻系統對壓縮機效率影響的措施

    針對這一情況,結合徐州煤氣公司的實際情況,我們在日常管理中做了以下三方面的工作:①盡量降低冷卻水溫度。②定期用酸或干萘清洗水套、冷卻器的冷卻芯及油冷芯,鏟除其水垢。③嚴格控制水質,必須使其進行凈化處理。通過這些分析,我們認為溫度對壓縮機效率的影響存在這樣幾個方面:要想降低煤氣遇熱膨脹的影響,進而達到提高效率,就必須對其缸體進行冷卻。為了提高冷卻效果,必須在加強冷卻器管理的基礎上,認真對待水質問題,保證冷卻水水質為國家規定冷卻水標準內。

    3.4解決潤滑系統對壓縮機效率影響的措施

    煤氣壓縮機用的潤滑油必須具有:①在高溫條件下應有足夠的黏度,以便保持一定的油膜強度,以便對各密封間隙能保持一定的密封能力;②潤滑油應有一定高的閃點潤滑油;③要有良好的化學穩定性,較好的氧化安全性,以降低高溫下氧化的速度,并使膠質和積炭減少到最低限度。此外潤滑油還應按規定牌號選用合格的潤滑油,切勿用質量低劣的油,用油量要合理,不可過量。否則,既浪費又增加產生爆炸的條件。要定期清洗油池、油管、油過濾器及注油器等,保證油路暢通,油壓油溫應符合規定,并定期檢查油質,及時更換潤滑油。只有保證這些條件,才能起到對壓縮機正常有效的潤滑,才能使煤氣壓縮機正常發揮其效率。

    3.5調整余隙容積,保證壓縮機效率

    在保證余隙容積的前提下,盡量降低余隙容積,每次檢修后均應進行檢查和調整,保證煤氣暢通從而提高整個壓縮機效率。

    4、結語

    煤氣壓縮機的工作效率受煤氣質量、保養檢修等冷卻、潤滑諸多因素的影響,我這里只是實際工作中的總結。要保持壓縮機始終有一個高效的工作狀態,我們還必須認真總結加強管理,希望同行們能給出更好的管理方法。

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