工艺流程_工艺流程用往复活塞压缩机使用维护手册

工艺流程用往复活塞压缩机使用维护手册无锡压缩机股份有限公司2011年7月我们总羡慕别人的幸福，却常常忽略自己生活中的美好。其实，幸福很平凡也很简单，它就藏在看似琐碎的生活中。幸福的人，并非拿到了世界上最好的东西，而是珍惜了生命中的点点滴滴，用感恩的心态看待生活，用乐观的态度闯过磨难。目录前言 41.安全要求52.环保要求53.事故应急处理54.工作原理65.主要部件65.1机身(曲轴箱) 65.2曲轴75.3连杆85.4十字头95.5联轴器和飞轮95.6盘车器95.7中体115.8刮油箱125.9隔离填料125.10气缸125.11活塞145.12压力填料155.13进排气阀185.14顶开阀195.15余隙阀195.16缓冲器205.17冷却器205.18分离器205.19过滤器215.20止回阀216.主要系统216.1气路系统216.2油路系统226.3冷却系统246.4充氮保护系统256.5气量调节系统256.6操作和监控系统267.安全保护和监控268.安装278.1安装准备278.2机身的安装288.3主轴瓦和曲轴的安装288.4中体的安装288.5驱动机的安装288.6主电机单体试运转298.7气缸的安装298.8二次灌浆308.9联轴器和飞轮的安装308.10十字头的安装328.11连杆的安装328.12压力填料、隔离填料及刮油箱的安装338.13活塞的安装338.14气阀的安装348.15辅机的安装358.16机组内部管路及仪器仪表的安装358.17管路的试验和检验 368.18附录 37常用垫铁规格37主要部件安装精度要求37螺栓拧紧扭矩389.调试和验收399.1试车准备 399.2油路系统的试运行399.3水路系统的试运行409.4无负荷试车 419.5附属设备及系统管路的吹除 419.6带负荷试车 429.7带负荷试车过程中的检查和调校工作 439.8带负荷试车后的检查工作 449.9工艺气体负荷试车449.10设备的移交和验收4510.使用和维护4510.1压缩机的开车4510.2压缩机的停车4510.3机组使用中的注意事项 4610.4压缩机的维护保养4610.5压缩机拆检时的注意事项 4810.5.1气阀的拆检 4910.5.2活塞的拆检 4910.5.3压力填料的拆检4910.5.4刮油箱及隔离填料的拆检 5010.5.5十字头的拆检5010.5.6连杆的拆检 5010.5.7曲轴的拆检 5010.5.8气缸的拆检 5011.失效判断与故障处理 5112.其他54前 言无锡压缩机股份有限公司是国内专业设计制造各类压缩机的知名企业，成立于1955年。从20世纪60年代起开始设计制造工艺流程用压缩机，广泛应用于国内石油、化工、科研等领域。自80年代以来，公司持续投巨资进行技术改造与技术引进，相继从美国、德国、英国、日本等国引进高精尖的加工、检测设备和专有技术。在消化吸收引进技术的同时，公司集成自身的研发力量，形成了一套完整的技术创新体系。经数十年的持续发展，公司已积累了大量成熟的经验、专利和专有技术，拥有了自己的知识产权。此外，公司还非常重视产品质量，注重质保体系的建立，于1996年取得了ISO9001质量体系认证，建成了我国各类压缩机现代化测试、生产基地。工艺流程用的压缩机一般都是根据用户提供的参数要求专门设计制造的。大部分的工艺流程用压缩机因工况多，工作介质复杂且具有危险性，故工艺流程用压缩机通常有安全可靠性要求高，保护项目多，监控项目多，管系复杂，对设计、制造、安装、操作和维护要求高的特点。由于上述特点，工艺活塞压缩机在生产制造过程中都要经过严格的检验和测试，但制造精良的机器也需要正确地安装和维护，才能使其正常运行，发挥应有的作用。为使该机器在安装、调试、运行各过程都能顺利进行，请各有关人员在进行安装、调试、操作之前先阅读本手册，了解其机组的结构、各主要零部件的作用，掌握压缩机各主要零部件的结构功能、使用方法及维护保养要求。做到正确操作，精心保养，及时处理运行中发现的各类问题，以保证压缩机的正常运转，延长设备的使用寿命，使机组的效率最大化。压缩机的理想工况一般是额定工况（保证工况），制造商也会对有限的其他工况（如50%工况，SOR工况，EOR工况，氮气工况）进行复核。但若用户的实际工况与额定工况发生较大偏离时，应请制造商进行复核。本手册主要适用于无锡压缩机股份有限公司制造的大、中型工艺流程用往复活塞式压缩机（主要介绍D、M型机型）。此外每台压缩机还都有专用的说明书和数据表，对压缩机所配套的驱动机、稀油站、水站、注油器、压力容器、电气设备、控制仪表和元器件等均由相应的专业生产商制造配套，用户在使用前也应同时参阅各专业厂的有关技术文件资料，同时熟悉配套设备随带的有关技术文件资料。本手册主要介绍压缩机在安装、运行、检修、维护过程中的共性问题和注意事项，用户在日常工作中遇到的问题不一定能在本手册中找到现成的答案，用户可根据机器的结构原理结合具体情况分析原因，或直接向制造厂咨询。 本公司的联系方式 公司网址：WWW. C营销中心：电话：0510- 0510-用户服务部：电话：0510-传真：0510-邮箱：配件公司：电话：0510- 0510-传真：0510-技术中心：电话：0510-传真：0510-邮箱：xy-techVIP.163.com1. 安全要求设备在投运前应对各相关岗位制订操作规程，对相关人员进行安全和操作培训，对可能产生的灾害性情况制订应急预案，配置应急设施。所有进入装置现场的安装、维修、操作人员都必须遵守有关安全条例，佩戴安全用具（如头盔、防护镜、耳罩等）。压缩机及其附属设备在进行吊装、运输、安装、维修期间，有关操作人员须经相应的培训和授权并按相关的操作程序进行，以保证人员和设备的安全。对设备的使用不当、操作错误、维修不到位都可能会对设备、人员、环境造成危害，因此有关操作人员须经相应的培训，他们应富有经验，清楚自己所做操作的目的和结果，熟悉操作规程和操作条件，熟悉相关标准、规范和事故预防条例，取得相应授权。压缩机是一种动设备，运行期间飞轮的外缘速度很高，不可随意接近或触摸。压缩机气缸的排气端、排气缓冲器等部位在工作时温度较高，靠近或触摸会有被烫伤的危险。若机组所压缩的是易燃易爆或有毒性介质，一旦泄漏会危及人员和环境，因此无关人员不要随意靠近设备，以免造成人身伤害。在对机组气路系统（包括压缩机的气阀、气缸、中体、进排气缓冲器、冷却器、分离器、阀门、气管路等）进行维修拆卸时，工作介质若是易燃易爆或有毒介质，须进行气体置换，经取样合格后才能进行拆卸。拆卸前还应检查系统压力是否已完全放空，遵循规定的拆卸程序，否则不可拆卸。在对机组水路系统和油路系统进行维修拆卸时，拆卸前应检查系统内的水/油是否已完全排尽，否则不可拆卸。2.环保要求工艺流程压缩机的工作介质有很多是易燃易爆或有毒性的，任何泄漏都可能对人员和环境造成危害，压缩机排气时还会产生噪声，因此，当机组进行气体置换、排放（包括空气、水、油的排放）时应按相关操作规程进行，并符合当地环保法规的要求。机组在运行时操作人员应注意各泄漏点（阀门的排放口、法兰的连接面、螺纹接口、焊接接口等）的泄漏情况。机组在安装、维修或日常保养过程中使用后的清洗溶剂、棉纱（布）、砂纸等废弃物应按当地环保法规或卫生管理条例的要求处理。本机组的包装材料，在机组运达用户后，由用户进行回收和再利用。在以后的维修过程中更换下的活塞环、导向环、填料环等聚四氟乙烯零件应集中回收或填埋，不能焚烧。机组报废后请交由具备相应资质的单位处理。3.事故应急处理设备在运行中由于机械/电气故障，操作失误或其他原因引发事故后，最危险的是易燃易爆或有毒介质的泄漏。用户单位应针对此种情况作好应急预案，特别是要预防事故引发的次生灾害。若工作介质为易燃易爆气体，当气路系统中各泄漏点的密封损坏而发生泄漏时，泄漏出的气体会与空气混合成爆炸性气体。若工作介质为有毒气体或腐蚀性气体，当气路系统中各泄漏点的密封损坏而发生泄漏，达到一定浓度时，会对现场人员造成伤害，对周围的环境和设施造成影响或损坏。若工作介质为烷烃类、烯烃类等碳-氢化合物气体，这类气体除甲烷外一般都比空气重，会停留在地面上，或积聚在沟渠和凹地中，在这些场所有窒息和着火的危险。烷烃类、烯烃类等碳-氢化合物气体一般都略带毒性，会刺激眼睛和呼吸道，浓度高时会导致窒息。另外，此类气体一旦发生泄漏并已着火，在堵住泄漏之前不要灭火，以防产生爆炸性气体。一旦现场有人员发生意外，须先把病人带到新鲜空气中，慢慢放下，松开紧身的衣物。如呼吸困难或已停止呼吸，要立即进行人工呼吸，必要时输氧。若病员有失去知觉的危险，要放倒病员，以稳定的侧卧姿势运送病员。若有人员身上的衣物着火，应先灭火并进行体表降温，不要急于剥离衣物，以免损伤病员的皮肤。若有人员疑似骨骼受伤，不要随意改变病员的体位，宜就地取材，简单固定受伤部件，送往附近医院救治。4.工作原理锡压公司制造的工艺流程用往复活塞式压缩机主要有D型和M型二大类。这类压缩机出现于20世纪50年代，因其平衡性好，允许的转速高，因此国内外的大、中型压缩机绝大多数都采用这类结构。此外还有少量的L型工艺流程用往复活塞式压缩机。活塞式压缩机的工作原理：活塞在气缸内的往复直线运动形成气缸内容积的变化，由活塞和气缸形成的密闭容积称作工作腔。以双作用气缸的盖侧为例，当活塞由盖侧始点位置向轴侧开始运动时，盖侧容积变大，腔内残留气体膨胀，压力下降，与进气腔内压力产生压力差，当压力差大于吸气阀弹簧力时，吸气阀打开（这类气阀的启闭根据阀片两侧的压差自动进行，故称作自动阀，往复活塞式所用的气阀一般都是自动阀）。随着活塞继续向轴侧运动，将气体吸入缸内，活塞到达内止点时吸气完毕。随后活塞又从轴侧位置向盖侧方向返回移动，缸内容积变小，工作腔内的压力开始升高，当缸内的压力达到进气腔的压力时，吸气阀关闭。随着活塞的继续移动，缸内容积不断变小，已吸入的气体受到压缩，压力逐步升高。当缸内压力高于排气腔内压力且压力差大于排气阀弹簧力时，排气阀打开，缸内已被压缩的气体开始排出。当活塞返回到外止点(盖侧始点位置)时，排气完毕。至此完成了一个工作循环。轴侧工作腔的工作原理与此相同, 但有180的相位差(即当气缸轴侧吸气时盖侧排气; 轴侧排气时盖侧吸气)。由于活塞不断地作往复运动，使气缸内交替发生气体的膨胀吸入和压缩排出过程，从而获得连续脉动的压缩气源。5. 主要部件5.1 机身（曲轴箱）机身也称曲轴箱或机座，用于放置曲轴和连杆部件，是曲柄连杆机构的支撑部件，承受压缩机的作用力。锡压公司的D、M型机身都属常压机身，采用上部带开口的卧式箱形结构，机身的前后端有支撑曲轴的轴承座（M型的机器在机身中间也有轴承座），两侧有连接中体的接口，底部是连接基础的底脚，上部一般装有呼吸器，中、小吨位机组的加油口也大多设在顶部，有的机组在机身的顶部还装有防爆阀（对要求设置防爆阀的机组，防爆阀也可设置在滑道侧盖上）。机身前端面上多数机组装有轴头泵（压缩机的主油泵）。机身的前端面或侧面带有油位计、有些机组还带有加热器接口、轴承温度引出口、温度计、温度开关（或变送器）、液位开关（或变送器）、振动开关（或变送器）、防爆接线箱、注油器座等。机身最主要的要求是刚度，其次是易于拆装机身内的零部件。机身兼作油池时，最高油位面应位于机身内旋转零件所能触及位置之下。锡压公司的D、M型机身都采用高强度灰铸铁制造，轴承都采用薄壁瓦滑动轴承，这类轴承的特点是结构简单，安装维修方便。5.2曲轴曲轴是曲柄连杆机构中传递旋转运动和功率的部件。锡压公司工艺流程用往复活塞式压缩机的曲轴都采用整体式，通常用优质碳素钢（中碳钢）或合金钢锻件制造。中、大型机组的曲轴的驱动法兰也与曲轴制成整体，以保证曲轴的刚性。曲轴上钻有通油孔，能使压力润滑油能通达各个运动付（磨擦部位）。曲轴与机身轴承的轴向间隙由装在驱动端轴承上的止推圈或止推轴承保证。曲轴从机身侧壁穿出处须设置轴封，以防润滑油外漏。因本公司的机身都采用常压机身，故其轴封结构是在曲轴上装设抛油圈，并在机身后端盖上设置回油槽。中小功率（一般为800kW以下）的压缩机主要靠联轴器法兰面的摩擦力来传递功率，故其联轴器上的连接螺栓须按规定的扭矩拧紧；大功率的压缩机常采用铰制孔，安装时电机的驱动法兰和压缩机曲轴的驱动法兰需配铰。5.3连杆连杆在曲柄连杆机构中的作用一是传递动力，二是将曲柄的旋转运动转变成连杆的摆动，连接十字头后转化成往复直线运动。连杆部件由连杆本体、连杆大头盖、 连杆螺栓、连杆大头瓦、连杆小头瓦等组成。工艺流程用压缩机的连杆通常用优质碳素钢（中碳钢）或合金钢锻件制造。连杆的小头孔为整体式，大头孔为分体式，通过连杆螺栓连成一体。中小型机组的连杆螺栓一般为二支，大型机组的连杆螺栓有4支。对于连杆螺栓，需要重点关注的是同一连杆的连杆螺栓，其上紧的扭矩宜一致。对于手动上紧的连杆螺栓，应按规定扭矩用扭矩扳手上紧；对于用液压方法上紧的连杆螺栓，应按规定的压力成对上紧（对有2支螺栓的连杆，2支螺栓同时上紧；对有4支螺栓的连杆，按交错位置，如左上右下、左下右上的顺序，两两同时上紧）。具体的操作方法见8.11。本公司的连杆大头瓦也采用剖分式薄壁瓦，装配方法和要求与主轴承基本相同，小头瓦是整体式的，出厂前已压入连杆体，以后维修若需更换，应注意小头瓦内油槽的方位和油槽边缘的圆角（油槽边缘一定要有圆角，否则易引起小头瓦与十字头销润滑不足而烧瓦）。压小头瓦时宜采用热套或冷冻的方法，以保证小头瓦与连杆体有足够的过盈。5.4 十字头十字头的作用是与连杆一起将曲柄的旋转运动转化成往复直线运动，并将运动和动力传递给活塞杆。本公司工艺流程用压缩机的十字头有整体式(十字头体和滑履为一整体)和分体式(十字头体和滑履分开制造，滑履和十字头之间有调整垫，用于调整十字头与滑道的径向配合间隙)二种。根据十字头与活塞杆的连接方式，又有手动上紧和液压上紧二种。小吨位的压缩机所用的十字头因空间尺寸较小，一般采用整体式十字头，吨位稍大的机型用分体式十字头。整体式的十字头与滑道的配合间隙由机加工保证，不可调整；分体式的十字头滑履与十字头体分开，结合部位设有调整垫片，在小范围内可调整十字头与滑道的配合间隙及十字头的中心高。用手动方式上紧活塞杆与十字头联接螺母的机组，活塞杆上的联接螺母上有一圈防松齿圈，调整好活塞内外止点间隙，按规定扭矩上紧螺母后，要装上防松齿块，防止螺母松脱。用液压方式上紧活塞杆与十字头联接螺母的机组，活塞杆上的螺母是液压螺母，应按液压螺母的操作顺序和上紧压力操作，注意不要超压操作，以免损坏液压螺母。5.5 联轴器和飞轮联轴器位于驱动机与压缩机之间，用于传递驱动机的动力。压缩机的飞轮也往往设置在这个部位。因活塞式压缩机在吸气-压缩-排气整个工作循环中所受的气体力、往复惯性力在各个位置都有不相同，使得压缩机的耗功和转动速度在各个位置也不相同。特别是对D型机，其切向力有两个明显的波形，若驱动机为电机，则电机运行时的电流波动很大，可能会因电流的波峰超过电机的额定电流而引起电机跳闸。设置飞轮后，可有效地抑制电流的波峰和提高电流的波谷，减小电机的电流波动，均衡压缩机曲轴的角速度。对小功率的压缩机（小于185kW），常采用弹性联轴器联接，对于中、大功率的压缩机常采用直联方式联接，其中功率不大于800kW的机组，功率传递主要靠联轴器法兰面的摩擦力，安装时可不必铰孔，但联轴器的联接螺栓须按规定的拧紧扭矩或规定的打压压力上紧联接螺栓。对大功率的压缩机，其驱动端常采用铰制孔联接，电机（或汽轮机的减速机）的驱动法兰和压缩机曲轴的驱动法兰在安装时需配铰。5.6 盘车器绝大部分的工艺流程用压缩机在安装、检修、开车前都需要进行盘车检查。所谓盘车就是用较小的力驱动压缩机的曲轴进行缓慢转动。盘车的目的有二个：一是检查压缩机运动部件工作状况（如装配间隙、各运动付之间的配合关系、气缸活塞间有无异物等），二是使各运动付之间进行先期润滑（让润滑油通达曲柄连杆机构中所有需要润滑的部位，对注油润滑的压缩机还包括气缸和活塞之间的润滑）。所以，对长期停车后再启动的压缩机，盘车圈数不可少于3圈。盘车的另一个作用是在安装或检修时需要将连杆、十字头或活塞调到某个特定的位置，这时也需要通过盘车来实现。对小型压缩机，一般采用手动盘车。压缩机飞轮的外缘上有一圈孔，用一根撬棒就可进行盘车。这是最简单的盘车器。中大型的压缩机一般采用电动盘车或气动盘车。电动盘车器：采用蜗轮蜗杆减速机的电动盘车器本公司工艺流程用往复压缩机常用的电动盘车器有二种，一种如上图所示。盘车器由盘车底座、防爆电机、超越离合器、蜗轮蜗杆减速机、拔杆座、盘车小齿轮等组成。拔杆座上有拔杆、销钉、行程开关（主电机的联锁开关，当开关的触头被压下时，主电机允许启动，松开时主电机不能启动）等。正常运行时，拔杆位于运行位置（图中的水平位置），行程开关的触头被压下，大齿轮与小齿轮处于脱开状态。使用电动盘车时，拧下盘车器上的销钉，扳动盘车器上的拔杆，使盘车器上的小齿轮与联轴器上的大齿轮啮合。若小齿轮的轮齿未对准大齿轮的齿间，可盘动电机与减速器之间的超越离合器，对准轮齿的位置。齿轮啮合后再拧上销钉，启动盘车电机，进行电动盘车。盘车结束后，拧下盘车器上的销钉，扳动盘车器上的拔杆，使盘车器上的小齿轮与联轴器上的大齿轮脱开。使用电动盘车时若出现离合器打滑现象，可能存在压缩机气缸憋气或有机械故障，应检查排除后才能继续进行盘车。本公司常用的另一种盘车器是用摆线针轮减速机减速的，如右图所示。这种盘车器由盘车底座、防爆电机、摆线针轮减速机、拔杆、盘车小齿轮等组成。行程开关装在盘车底座上。这种盘车器也是通过拔杆来控制盘车小齿轮的，要盘车时将拔杆拔到盘车位置，使大小盘车齿轮啮合，机组运行时拔杆位于盘车位置运行位置，大小盘车齿轮脱开。气动盘车器：气动盘车器（见右图）由气动缸、活塞、顶杆、控制手柄、扶手、行程开关等组成。气动缸固定在盘车棘轮附近，气动缸本身可以摆动，气动缸中有一个可作往复运动的活塞，活塞连着顶杆。气动缸的侧面有一个控制手柄，用于控制活塞的升降运动。盘车器的侧面还有固定锁片，用于不盘车时固定气动缸。气动盘车器一般常用仪表风作为动力，仪表风压力一般要求为为0.40.7MPa，最低不低于0.3 MPa。进行盘车操作时，先解开固定锁片，扶好扶手，拔动手柄，使活塞退到低位。推动扶手，使顶杆靠近盘车棘轮，拔动手柄，使顶杆顶住棘爪，随着活塞的继续上升，推动棘轮转过一个角度。活塞上升到顶点后，拉回扶手，同时拔动手柄，使活塞回到低位。重复上述动作，即可进行盘车。盘车结束后应先将气动缸垂直固定在支架上，配气阀的手柄也要处于垂直位置上后，方能作开车准备或启动主电机。5.7 中体中体的作用是联接气缸和机身，支撑十字头，在气缸和机身之间提供一个隔离空间。中体中支撑十字头的部位一般称作滑道接筒，为气缸和机身提供隔离空间的部分称作中间接筒（隔离室）。根据API618的规定，中体分成A、B、C、D4种类型。A型为短单隔室中体。这种中体仅用于有油润滑结构，能容忍活塞杆将油带入气缸，仅适用于不可燃气体或无危险性的气体。这种结构不能用于气缸使用合成油润滑的情况。在工艺流程用压缩机中也很少有应用。B型为长单隔室中体。用于无润滑结构，活塞杆上没有交替进入滑道接筒和气缸密封填料的部分，有足够的长度以防止带油（一般是在活塞杆上装一个阻油圈）。用于不允许活塞杆将油带入气缸的场合。C型为长双隔室中体。这种中体活塞杆上没有任何部分交替进入刮油填料、中间密封填料和气缸压力填料。型中体带有两个阻油圈，每个隔室里有一个。这种中体是为收集易燃、危险或有毒的气体而设计的，但多数工艺流程用压缩机不采用这种中体，这种中体仅适用于特殊用途如氧气压缩。D型为长短双隔室中体。这种中体是为收集易燃性、危险或有毒气体而设计的。活塞杆上没有任何交替进入刮油填料和中间密封填料。内外隔室（靠滑道的隔室为内隔室，靠气缸的隔室为外隔室）之间装有隔离填料。滑道接筒的作用是支撑十字头作往复运动，滑道接筒的两侧有较大的窗孔，一般可从这个窗孔装拆十字头。对吨位较大的机型，滑道接筒上有通往滑道的润滑油通孔。中间接筒的两侧也有较大的窗孔，以满足拆除和更换填料的需要。中间接筒的上下面上还有填料注油引入孔、活塞杆下沉探头孔、放空管、填料漏气引出孔、压力填料充氮引入孔、隔离填料充氮引入孔、填料冷却水引入、引出孔、排污口等，较大型的机组还有填料温度引出孔等。滑道接筒和中间接筒两侧的窗孔都有密封盖板，锡压公司的产品多数采用D型中体。5.8 刮油箱刮油箱装在滑道接筒与中间接筒之间，刮油箱中装有刮油环和一组（或2组）填料。刮油环用来刮去粘附在活塞杆上的润滑油，填料用来阻止滑道接筒内含有油雾的气体进入隔离室。5.9隔离填料隔离填料只存在于C型或D型中体中。隔离填料一般有2组填料，2组填料之间引入低压氮气（通常为0.02-0.05MPa），以防止2个隔室之间的气体窜混。5.10气缸气缸是活塞式压缩机中的重要部件之一，型式最多，复杂程度差异最大。采用的材料有灰铁、球铁、铸钢、锻钢、有色金属等，从作用形式看，有单作用、双作用、级差式（级差式中还有顺级差、倒级差）、多级串联式气缸等，从气缸的结构看有整体式的，组合式的，还有带缸套的，不带缸套的，缸套又有干式的、湿式的等等。我公司工艺流程用压缩机的气缸是按美国API618标准的要求设计制造的。都要根据压缩机的工作介质、工作压力、工作温度、控制方式、润滑方式、冷却方式等要求专门设计制造。用户有特殊要求时，可在技术洽谈时提出，在技术协议中明确。因我公司的主要机型是D型和M型，所以我公司的气缸主要都是卧式布置的气缸。在多数情况下，我公司工艺流程用压缩机的低压气缸常用灰铁铸件，压力较高的用球墨铸铁，再高些的用铸钢，高压气缸一般用锻钢制造。缸径较小的气缸，缸座和缸体常做成整体，大直径的气缸缸座和缸体常分开制造。气缸的作用形式大部分是双作用式气缸，气体上进下排，气阀布置在缸体的径向，轴侧有填料箱，盖侧有气缸盖或余隙阀。气缸的冷却基本都是水冷，下进上出。绝大部分的气缸都配有干式缸套。缸套壁厚一般不小于12mm。缸套与缸体应为过盈配合，用台肩定位。对注油润滑的压缩机，气缸上配有若干个注油接头，与注油器相联。对有在线控制要求的机组，在气缸的内外止点处配有示功孔。当工作介质为烷烃类和烯烃类气体，且平均分子量大于12时，冷却水的进水温度应比气体进口温度高出6，但不超过16。当工作介质中含氨、含乙炔类气体时所有临气零件不可使用铜或铜合金制造；当工作介质中含氯离子时不宜使用铝或铝合金以及奥氏体不锈钢制造的零件。当输送饱和气体或工作介质中可能带液时，气缸应水平布置，排气阀应布置在气缸下方。在垂直位置没有排气阀时，气缸上通常会设有排液孔或排液沟槽。5.11活塞活塞也是活塞式压缩机中的重要部件之一，型式种类和所用的材料也非常多。活塞部件一般由活塞体、活塞杆、活塞环、导向环构成，活塞体在气缸中与气缸一起形成气缸的工作腔，活塞杆传递往复运动和动力，导向环支承活塞（故也称作支承环），活塞环起密封气体的作用。活塞环和导向环是活塞式压缩机的易损件，当磨损量达到一定值时需要更换。活塞部件中最主要的是活塞体和活塞杆，这两个零件常分开制造，小直径的活塞也有整体制造的。与气缸一样，活塞的设计制造也要根据压缩机的介质、压力、温度、润滑方式、冷却方式等要求来考虑。对直径较大的活塞，活塞一般是空心结构，相当于一个外压容器，这种活塞一般在活塞外端表面上或活塞环槽底面上有一个通气孔，单孔直径一般为3mm。此孔的作用是减小活塞体内外的压差，使活塞端面的载荷不致太大。在本公司的工艺流程用往复活塞式压缩机中，多数机器都是无油润滑或少油润滑的。对无油润滑的压缩机，导向环（支承环）通常采用以聚四氟乙烯为基体的材质，其比压不宜超过0.035MPa（随着材料技术的进步，国外一些排气压力低于1.4MPa的大型无油润滑机组其比压已高达0.05 MPa），缸内工作温度不宜高于150；对注油润滑的压缩机，支承部分常用铅基轴承合金，其比压不宜超过0.07MPa，缸内工作温度不宜高于180。导向环的结构形式有整体式和带开口的两种，本公司常用的是带开口的结构，以便于安装和维修。活塞环是用来密封活塞与气缸间隙的元件，它镶嵌于活塞的环槽内。工作时环的外圆紧贴气缸的工作镜面，背向高压气体一侧的端面，紧压在环槽相向的侧面上，以阻塞间隙密封气体。为保证活塞环在经一定量的磨损后仍能紧贴气缸镜面，活塞环一般都带有切口。有切口就有缝隙，就有泄漏，故活塞环一般都需要二道或多道同时使用。活塞环贴于气缸镜面，首先是由于活塞环本身的弹力所致，这一弹力称为初弹力。但是在压缩机工作时活塞环作用于气缸镜面的压力往往靠的是气体压力。对活塞直径较大的无油润滑机组，由于塑料环本身的弹力较小，为保证一定的初弹力，活塞环常会采用带张力环的结构。本公司的活塞杆常用优质中碳合金钢或马氏体沉淀不锈钢来制造。活塞杆常用的表面处理有表面离子氮化和表面喷涂硬质合金，以在活塞杆的摩擦表面形成较硬的耐磨层。为提高活塞杆和填料部件的使用寿命，活塞杆通过气缸的压力填料、隔离填料、刮油圈等部件的表面粗糙度要求都较高，一般不低于Ra0.8。活塞杆上的螺纹都是用滚压方法制成的。活塞杆与十字头及活塞杆与活塞体的联接有手动上紧和液压上紧二种（活塞杆与活塞体的联接也有少量机器的用加热法上紧的），活塞力吨位较小的机组（10吨及10吨以下）采用手动方式上紧，活塞力吨位较大的机组常采用液压方式上紧，螺母的预紧力至少应为额定载荷的1.5倍。本公司的一些小吨位机组，常采用活塞杆内部通油的方式来冷却活塞杆，这种冷却方式可将活塞杆与填料的摩擦热直接带走，热传导的效率相对较高，这也是我公司的一项专有技术。5.12 压力填料压力填料（也称气缸填料）是指装在气缸轴侧，防止气缸内气体外泄漏的部件，中间有活塞杆穿过。本公司工艺流程压缩机中用的大多数是无油润滑结构的填料，可无油操作，也可少油操作。压力填料中的填料环是活塞式压缩机的易损件之一，在安装及维护保养时若能做到正确操作精心保养，可有效地提高机组的运转率。压力填料由节流套、若干个填料盒（也常称作填料小室）以及压盖等组成。填料部件的高压侧(装入气缸中的一侧)是节流套，内装节流环。填料部件的低压侧(在中体隔室中的一侧)为压盖，与气缸座的填料腔联接，压紧每一组填料盒。每个填料盒内装一组填料，每组填料中有一组径向密封环和切向密封环（密封环），环的外圆有一拉伸弹簧将其箍住。对密封压力高的填料，通常设有阻流环，而在低压侧的填料中一般常有波形弹簧和均压环，较为典型的结构见下图。各零件的主要作用节流环：一般与活塞杆为非紧密接触，主要密封面是两侧端面和内孔，常装在填料的第一组，起节流作用。本公司常用的节流环有二种，一种是轴向尺寸稍长，内孔有迷宫槽，另一种是尺寸较短，径向和轴向都有卸荷孔。径向密封环（锁闭环）：填料中的主要密封零件之一，主要密封面是两侧端面和内孔，内孔与活塞杆紧密接触，磨损后在气体力和弹簧力的作用下能自行补偿，各组填料中都有此零件。切向密封环（密封环）：填料中的主要密封零件之一，主要密封面是两侧端面、内孔及切向剖分面，磨损后在气体力和弹簧力的作用下也能自行补偿，各组填料中都有此零件。定位销：用于确定径向环和切向环的相对位置，错开径向环和切向环的径向开口。阻流环：无油润滑的径向环和切向环通常都是用工程塑料制成的，最常见的是在聚四氟乙烯中加上改性材料制成。这种材料在高温高压的持续作用下会产生塑性变形，阻流环的作用就是阻止这种塑性变形的产生。因工程上将这种塑性变形习惯称作泠流，故称作阻流环。波形弹簧：用于产生一定的轴向弹力，以消除各填料环在填料盒中的轴向间隙。在有的压缩机中也有用若干个均布的圆柱形小弹簧来实现消除填料环轴向间隙的目的。均压环（元件）：与波形弹簧配用，将波形弹簧产生的轴向压力均匀分布到径向环或切向环上。填料盒：内装各种填料环，一般一组填料有一个填料盒。填料盒的两侧平面都经研磨，以防止气体从相邻填料盒的贴合面泄漏。填料盒上通常还有若干孔，用于通油、通气、通水、联接。对通水冷却的填料盒，除有通冷却水的环槽外还有密封冷却水的环槽。密封机理：以上图为例，当气缸内的高压气体通过活塞杆外圆的间隙漏过来时，经过的第一组填料是节流环，节流环的两侧平面是经过研磨的，内圆有若干迷宫槽，外圆与节流套有一定的浮动空间，节流环在气体的压力作用下，靠紧下一组填料盒，阻止气流从端面流向下一组填料，而在节流环与活塞杆的配合面上，因节流环上有若干迷宫槽，气流经过时产生了第一个压降。在节流套后面的是若干个填料盒，从上一级填料漏过来的气体先经过的是径向环，径向环的内圆与活塞杆的配合间隙很小，但径向有开口，气流通过这些开口在填料盒内形成一个压力腔。径向环与切向环在此压力和弹簧力的共同作用下压紧在活塞杆上。填料盒、径向环、切向环的平面都经研磨，平面之间的间隙都非常小，高压气体在通过这些小间隙流到下一组填料时会产生较大的压差。这样，气体每经过一组填料就产生一个压差，直到接近常压，实现气体的密封。需要强调的是，填料密封是一种动密封，随着运行时间的推移，填料环会产生磨损。因此一般不可能达到完全密封。对压缩危险性气体或贵重气体的机组，为减少工作介质的外泄漏，提高机组的安全性，在填料的低压侧设置漏气收集口，这样，高压气体在经过若干组填料的降压后，这里的压力就接近常压，剩余少量的漏气从这个接口引出，引出的气体可进行回收再利用或再引到火炬或焚烧炉（对易燃易爆气体）。在其后的填料结构中还有一个缓冲气体注入口，引入的缓冲气体压力通常为0.1MPa左右，比常压略高，一部分缓冲气体漏向漏气收集口，另一部分漏向中体的隔离室，这样就阻止了危险性气体或贵重气体的外泄漏。对一些比较特殊的介质（如多晶硅流程），还有设置充氢、充氮二重保护气体来保证流程安全的。综上所述，填料部件在装配或维修时应注意各填料环的相对位置，径向环须位于迎压侧，阻流环应位于背压侧，对于如上图所示的填料部件，除位于漏气收集口下游的一组填料外，其余填料盒中填料环的装配顺序从右往左依次为径向环，切向环，（阻流环）。另外，在装配时应注意各填料环的两侧平面应平整，内孔边缘无倒角或缺失，切向环（六瓣的环）的切向平面无缝隙。各填料环的密封面上不允许有贯穿性的划痕。径向环与切向环之间有一定位销，装配时两种环的平面应紧密贴合，无缝隙，径向开口相互错开。填料压盖上有一圈通孔和各种接管，下图为我公司某产品的填料压盖，以下图为例对填料压盖上的各通孔和接管说明其作用。填料压盖上的一圈通孔用于联接气缸体，使填料部件中各填料盒紧密地贴合在一起。在压盖的上方通常布置注油孔，对注油润滑的压缩机，此处接上注油止逆阀，对无油操作的压缩机可能没有注油孔，若有，则应用丝堵堵住。注油口边常有“OIL”字样。压盖上的充氮口用来联接充氮管，一般一个填料部件只用一个，左右两个可任用一个，另一个用丝堵堵住。充氮口边常有“N2”字样。对无冷却水的填料压盖，充氮口也有布置在上图冷却水进出口位置的。对有填料测温要求的压缩机，压盖上设有两相测温口，一般也只用一个，另一个可用丝堵堵住。填料漏气收集口一般位于压盖上的正下方，用来引出填料的漏气，填料漏气收集口边常有“GAS”字样。冷却水进出口总是成对出现，一个口用于冷却水进，另一个口用于冷却水出，这二个口可互换，冷却水进出口边常有“W”或“CW”字样。压盖上还有两个顶丝孔（螺纹孔），用于拆卸填料用。活塞杆下沉测量口常用在小吨位的机组上，机器安装好后测一下活塞杆底部到测量口之间的距离，作好记录，运行一段时间后再测一下此距离，以判断导向环（支承环）的磨损情况。这种测量工作需要在停机后拆去中体隔离室的盖板才能进行。对中大型的机组，往往装有活塞杆下沉探头（活塞杆下沉开关或变送器），探头可将采集到的信号送往中控室，导向环磨损量达到设定值时会有声光报警信号。5.13 进排气阀气阀是压缩机中最关键的部件之一，压缩机的可靠性和经济性往往取决于机组进排气阀的好坏。活塞式压缩机所用的进排气阀基本都是自动阀，即阀片的启闭取决于阀片前后的气体压差和弹簧力。本公司常用的气阀有开式和闭式二种，大直径的气阀常用闭式阀，中小直径的气阀常用开式阀。从阀片形式看，本公司常用的有环状阀和网状阀，现多用网状阀。从阀片材质看，又有金属阀片和非金属阀片，这常根据气体种类、机组要求或用户要求来决定。进排气阀一般由阀座、阀片、升程限制器、弹簧、螺柱、螺母等组成，对进气阀，往往还装有顶开架。上图是一种闭式的进气阀，非金属网状阀片；一种带金属网状阀片和缓冲片的开式排气阀。工作原理：以某双作用缸的盖侧进气阀为例，当活塞从盖侧外止点位置向轴侧开始运动时，盖侧容积变大，腔内残留气体膨胀，压力下降，与进气腔内压力产生压力差，当压力差大于吸气阀弹簧力（根据气阀的安装位置，还需计入重力的影响）时，吸气阀打开。气体通过阀座的通道绕过阀片进入气缸的工作腔。当阀片到达升程限制器时，阀片可能还会出现反弹现象，但反弹会越来越小。随着活塞继续向轴侧运动，进气阀呈全开状态，气缸持续进气。直到活塞接近内止点时，活塞速度变小，容积增大趋势变缓，阀片在弹簧力的作用下将阀片关闭，吸气过程完毕。阀片关闭时当阀片接触到阀座密封面时也有可能产生反弹现象。在压缩机的吸气过程中，排气阀始终呈关闭状态。排气阀的工作原理与进气阀相似。仍以某双作用缸盖侧的排气阀为例，当活塞从轴侧内止点位置向盖侧开始运动时，盖侧容积变小，腔内气体受到压缩，压力升高，当压力升高到能克服排气腔内压力及弹簧力时，排气阀打开。气体通过阀座的通道绕过阀片进入气缸的排气腔。当阀片到达升程限制器时，阀片也可能出现反弹现象。随着活塞继续向盖侧运动，排气阀呈全开状态，气缸持续排气。直到活塞到达内止点时，在弹簧力的作用下将阀片关闭，排气过程完毕。在压缩机的排气过程中，进气阀始终呈关闭状态。理想的进排气阀应使气体流经气阀时的阻力损失最小，阀片能及时启闭，阀片的反弹要小要少。即阀片能快开缓着陆。所以现在设计的网状阀有许多是带有缓冲片，有的还带有双缓冲片。气阀中的弹簧双有二种，一种称为关闭弹簧，弹簧顶在阀片上，另一种称作缓冲弹簧，弹簧顶在缓冲片上。这样阀片开启时的弹簧力较小，能迅速开启，而到阀片全开时，阀片还要受到缓冲弹簧及缓冲片的作用力，使得阀片能实现缓着陆。进气阀上的顶开架要与顶开阀配用，用于需要进行气量调节的机组。当进气阀被顶开阀压下时，进气阀上的顶开架将阀片压住，进气阀始终处于全开状态，在气缸的进气过程中，气流经过进气阀进入气缸，在排气过程中，缸内的气体仍通过进气阀回到进气腔。此时该进气阀所对应的气缸工作腔就不再参与气缸的压缩和输气。一般要求同一气缸上的同侧进气阀要同时动作。在同一台压缩机上最好要避免同时使用不同厂家制造的气阀。因为不同厂家的设备条件不同，所制造的气阀在设计理念、材料选择、制造工艺等方面都会有一些不同，这样易导致气阀之间的工作不同步和负荷不均匀。5.14 顶开阀工艺流程用往复活塞压缩机上的顶开阀是一种气动伺服器，与带顶开架的进气阀配用，用于压缩机启动及部分负荷工况。本公司常用的顶开阀有膜片式顶开阀和活塞式顶开阀二种。膜片式顶开阀常用于有风卸荷，活塞式常用于无风卸荷。上图为膜片式顶开阀和活塞式顶开阀的示意图。工作原理：在压缩机启动或需要在部分负荷工况下运行时，可利用顶开阀顶开压缩机的进气阀，从而降低负荷，减少压缩机的排气量。以膜片式顶开阀为例，当压缩空气从顶开阀的进气口进入膜片缸时，在膜片缸的上部形成一个压力腔，使膜片产生变形，推动顶杆向下移动，再顶住进气阀上的顶开架，压住进气阀阀片，将进气阀完全打开。为避免膜片缸下部