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1、化工设备使用与维护活塞式压缩机的选用压缩机可供选择的有往复式和离心式两种：离心式压缩机性能稳定，易损件少，可不考虑备用，但投资远远大于往复式压缩机。往复活塞式压缩机属于容积式压缩机，它能够提供较大的压比，而且具有无论流量大小、分子量大小，都可以达到较高的出口压力，而且与输送气体的分子量无关等优点，但同时带有结构复杂，易损件多的缺点。在化工生产中，气体复杂，分子量多变，以及考虑资金原因，所以在化工装置中广泛采用往复活塞式压缩机来输送气体或提高气体的压力。而一旦确定采用往复式压缩机，应对其结构、性能等方面进行仔细研究并作出合理的选择。合理确定压缩机的机型及主要参数和配置根据装置的不同和对进出口压力
2、要求的不同，压缩机的级数也不同，同时随着装置规模不断扩大，压缩机的机型也在逐步增大。决定压缩机机型的主要参数包括级数、结构形式、平均活塞速度、活塞杆负荷等。在工业生产中，由于介质复杂，以及考虑投资，往复式压缩机运用比较广泛，所以介绍往复式压缩机选型。一、活塞式压缩机简介图1：活塞式压缩机活塞式压缩机，是容积型压缩机中应用最广泛的一种。在石油、化工生产中，活塞式压缩机的主要用途是：一是压缩气体用作动力，如空气被压缩后可作为动力驱动各种风动机械、工具，以及控制仪表与自动化装置；二是制冷和气体分离，如气体经压缩、冷却、膨胀而液化，用于人工制冷（通常称制冷机或冰机），若液化气体为混合气可在分离装置中将
3、其中的各组分分离出来，如石油裂解气是先经过压缩后在不同温度下将其各组分分别分离出来的；三是用于合成及聚合，如氮和氢高压后合成为氨、氢与一氧化碳高压后合成为甲醇、二氧化碳与氨高压合成为尿素，以及高压生产聚乙烯等；四是用于气体输送或装瓶，如气体经压缩机提压后经管道远程输送煤气和天然气、各种生产原料用气的输送，以及氮气、氧气、氢气、氯气、氩气、二氧化碳等的装瓶。活塞式压缩机划分原则如下所述： 1、按气缸的布置可将其分为： （1）立式压缩机，气缸均为竖立布置；（2）卧式压缩机，气缸均为横卧布置；（3）角式压缩机，气缸布置为V型、W型、L型、星型等不同角度；（4）对称平衡式压缩机，气缸横卧布置在曲轴两侧
4、，相对两列气缸的曲拐错角为180，而且惯性力基本平衡。 2、若按排气压力可分为： （1）低压压缩机，排气压力为0.31MPa（表压）；（2）中压压缩机，排气压力为110 MPa（表压）；（3）高压压缩机，排气压力为10100MPa（表压）；（4）超高压压缩机，排气压力100 MPa（表压）。 3、若按排气量可分为： （1）微型压缩机，排气量0.017m/s；（2）小型压缩机，排气量为0.0170.17 m/s；（3）中型压缩机，排气量为0.171.00 m/s；（4）大型压缩机，排气量1.00 m/s。 4、若按气缸达到终压所需级数可分为： （1）单级压缩机，气体经一次压缩达到终压；（2）双级
5、压缩机，气体经两级压缩达到终压；（3）多级压缩机，气体经三级以上压缩达到终压。 5、若按活塞在气缸中的作用可分为： （1）单作用压缩机，气缸内仅一端进行压缩循环；（2）双作用压缩机，气缸内两端都进行同一级次的压缩循环；（3）级差式压缩机，气缸内一端或两端进行两个或两个以上不同级次的压缩循环。 6、若按列数的不同可分为： （1）单列压缩机，气缸配置在机身一侧的一条中心线上；（2）双列压缩机，气缸配置在机身一侧或两侧的两条中心线上；（3）多列压缩机，气缸配置在机身一侧或两侧两条以上的中心线上。活塞式压缩机的种类虽然繁多，结构复杂，但其基本构造大致相同。对于无十字头的活塞式压缩机，主要零部件有机身、
6、曲轴、连杆、活塞、气缸、进排气阀等；对于有十字头的活塞式压缩机，除有上述零件外，还有十字头及滑道、活塞杆及填料函等。活塞式压缩机由曲柄连杆机构将驱动机的回转运动变成为活塞的往复运动，气缸和活塞共同组成压缩容积；活塞在气缸内做往复运动，使气体在气缸内完成进气、压缩、排气等过程，由进排气阀控制气体进入与排出气缸；在曲轴侧的气缸端部装置填料密封，以阻止气体外漏。活塞上的活塞环，阻止活塞两侧气缸容积内的气体互相窜漏。二、活塞式压缩机主要零部件的质量要求图二：（活塞式压缩机主要零部件） 1、气缸 气缸承受着气体的压力，故应具有足够的强度。工作压力小于5MPa（表压）的气缸，通常采用HT200或优质铸铁制
7、造；压力低于20MPa（表压）时，可用铸钢制造；对于更高压力的气缸，可用碳钢或合金钢锻制。但是，由于气缸结构的复杂程度和缸径大小不同，往往同等工作压力的气缸材质也不一定相同，因为在保证足够强度的同时，还要考虑制造的难易及造价问题。所以，检修气缸时，应根据“产品说明书”或取样分析来加以认定，不能随意改变气缸的材质。活塞在气缸内做往复运动，使缸内壁受摩擦，要求缸壁应具有良好的耐磨性和良好的润滑条件。高压级的铸钢或锻钢气缸，其耐摩擦性能不好，易产生将活塞咬死现象，故多数钢质气缸都镶有耐摩擦性能较好的铸铁缸套。缸套尽量采用高质量的珠光体铸铁，一般低压下采用HT200，中、高压下采用HT250、HT30
8、0或HT350等。 气缸上的螺栓均受交变载荷作用，故螺栓应耐疲劳，常用40号优质钢或40Cr钢。 2、活塞组件 活塞组件包括活塞体、活塞环和活塞杆。活塞体是受压件，应有足够的强度和刚度。活塞的往复运动将产生惯性力，故质量以小为好，而对称平衡压缩机则要求惯性力对称平衡，为此，活塞体可根据实际需要选用铸铁、铝及铝合金、铸钢、锻钢或用钢板焊制。 活塞环随活塞在缸中往复摩擦，要求活塞环应耐磨。通常要求活塞环的的硬度比缸面的硬度高10%15%；与铸铁缸面或缸套相配合的活塞环采用铸铁HT200或HT250；与钢质缸套或碳化钨缸套配用的的是合金铸铁。对于高转速、高压力的压缩机，可采用铸铁环上镶填充四氟乙烯或
9、镶青铜及紫铜，有的在活塞环的表面镀铬，以减少活塞环的磨损和拉缸。无油润滑压缩机的活塞环采用填充四氟乙烯、石墨、尼龙及其它自润滑材料。 各种压缩机（除立式压缩机以外）的活塞大都支承在气缸工作面上，为减少缸面磨损，对大直径的活塞都专门用耐磨材料制成承压面。承压面的材料，有注油润滑活塞，常采用填充氟塑料、尼龙以及其它自润滑材料制成各种形式的支承环。 活塞杆受活塞的压力和拉力交变作用，要求活塞杆要有韧性。在密封压力作用下，杆表面与填料还不断地往复摩擦，为防拉毛，要求杆的摩擦表面要硬，一般应在HRC50以上。常用材料有40号、45号优质碳钢及33CrMoAlA、38 CrMoAlA等。用40号、45号钢
10、表面镀铬，可提高表面硬度和耐磨性，但镀层太厚易脱落，一般镀层磨削后应保持0.050.25mm为宜；此外，还可用高频淬火或渗碳处理，而35CrMoAlA和38 CrMoAlA合金钢常采用氮化处理。 3、气阀 气阀处于冲击载荷下工作，故应有足够的强度和刚度。低压的阀座和升程限制器，可用HT200铸铁制造，铸件应时效处理；高压的阀，可用35号、40号、45号优质碳钢或40Cr钢，阀座的密封面需经高频淬火硬化；对于有腐蚀性介质的氧气压缩机的阀座和升程限制器，常采用黄铜（HPb 591）和不锈钢（1Cr18Ni9Ti，Cr13）。阀片受重复冲击载荷和交变弯曲载荷的作用，阀片材料应具有强度高、韧性好、耐磨
11、损、耐腐蚀等性能。对于无腐蚀性介质（如空气、氮气、氢气、石油气等）的压缩机，其阀片常用30CrMnSiA制造；对于有腐蚀性介质的压缩机（如二氧化碳压缩机、氧压机等），阀片常用1Cr13、2Cr13、3Cr13或1Cr18Ni9Ti等材料制造。阀片经淬火、回火处理后，其硬度应为HRC4056。也有改用工程塑料制造阀片，既可节省合金钢，又可采用较大的阀片升程和较小的弹簧力，能使阻力下降。工程塑料耐腐蚀，对气体气质的适应性很广，但受耐温和强度的限制，目前多用于低压级吸气阀。 4、曲轴 曲轴受方向和大小均匀周期性变化很大的气体惯性力和由此产生的交变弯曲、扭转应力及由此产生的疲劳、振动；同时，曲轴颈还受
12、到严重的摩擦磨损，故要求曲轴材料应具有耐疲劳、耐磨损和抗振等性能。曲轴常用40号、45号优质碳素钢锻造。随着我国铸造技术的改进和发展，中小型压缩机的曲轴逐步改用稀土镁球墨铸铁，以解决铁代钢和铸代钢问题。 5、连杆 连杆由连杆体、大头瓦和小头瓦等组成。连杆体受拉、压交变应力的作用，故通常采用35号、40号、45号优良碳钢锻制。近年来，球墨铸铁连杆在中小型压缩机上得到广泛应用。大头瓦与曲轴相连承受旋转摩擦，故大头瓦的材料常用钢壳或黄铜壳衬巴氏合金；小头瓦与十字头销相连做往复运动，其材料常用锡青铜或磷青铜。 开式连杆的缸头盖和大头座用连杆螺栓连接，故连杆螺栓受很大的交变载荷和几倍于活塞力的预紧力。连
13、杆螺栓通常采用强度高、塑性好的40Cr、30CrNi、35CrMoA、40CrMoA等合金钢；螺母常采用35号、35Mn、20Cr等钢。 6、十字头 十字头由十字头体、滑板和十字头销等组成。十字头体与活塞杆相连接，承受活塞侧向力的作用。小型压缩机的十字头体，常用HT 2140铸铁铸造；大中型压缩机的十字头体，常用ZG25、ZG35铸钢或40号钢锻造。十字头销与连杆小头相连，传递全部活塞力；其材料应具有较好的韧性、耐磨损和耐疲劳性能，常用20号钢制造，并经表面渗碳淬火，使其外硬内韧，既耐磨又耐疲劳；其表面硬度要求HRC=5562。滑板在滑道上做往复运动，要求耐磨，常采用铸铁或铸钢滑板，并在摩擦面
14、上浇注巴氏合金；可拆滑板，也有采用铜合金和铝合金制造的。活塞式压缩机的常见故障分析及消除方法一、活塞式压缩机打气量不足产生原因： 1、吸排气阀漏气 （1）阀座与阀片之间有金属颗粒，因关闭不严引起漏气，影响打气量。 （2）新的吸气阀弹簧，初用时刚性太大，引起开启迟缓；弹簧用久后，因疲劳引起开阀不及时，造成漏气。 （3）阀片与阀座磨损不均匀，因而引起密封不严而漏气，影响气量。 （4）吸气阀升起不够，流速加快阻力增大，影响气量。消除方法： （1）拆检清洗，若吸气阀的阀盖发热，则故障在吸气阀上，否则是在排气阀上。 （2）检查弹簧刚性，或更换合适的弹簧。 （3）用研磨方法加以修理，或更换新的阀片和阀座。
15、 （4）调整升程高度，更换适当的升程限制圈。 2、填料漏气 （1）填料或活塞杆磨损引起漏失。 （2）润滑油供应不足，降低气密性，引起漏失。消除方法： （1）修理或更换密封圈或活塞杆。 （2）拆检吸、排气阀，发现气阀缺油，应增加润滑油量。 3、气缸与活塞环有故障 （1）气缸磨损（特别是单边磨损）超过最大允许限度，间隙增大，引起漏气，影响打气量。 （2）活塞环因润滑油质量不好，油量不足，缸内温度过高，将形成咬死现象，不但影响打气量，而且影响压力。 （3）活塞环磨损，造成间隙大而漏气。消除方法： （1）用镗削或研磨的方法进行修理，严重时更换新缸套。 （2）取出活塞，清洗活塞环或环槽，更换润滑油，改善净却条件。 （3）更换活塞环。 4、气缸余隙容积过大，降低了吸入量。消除方法： 调整气缸余隙。二、某级压力升高产生原因： 1、后一级的吸、排气阀漏气，必然增大前一级的排气压力。 2、活塞环泄漏引起排气量不足。 3、本级吸、排气阀因各种原因产生的泄漏。消除方法： 1、更换后一级的吸、排气阀。 2、更
