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2023年7月目录前言……………41.安全规定…………………52.环保规定…………………53.事故应急解决……………54.工作原理…………………65.重要部件…………………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.重要系统…………………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管路的实验和检查……………368.18附录……………37常用垫铁规格……………………37重要部件安装精度规定…………37螺栓拧紧扭矩……………………389.调试和验收………………399.1试车准备…………399.2油路系统的试运营……………399.3水路系统的试运营……………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.失效判断与故障解决……………………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公司，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，公司连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。在消化吸取引进技术的同时，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。经数十年的连续发展，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规定专门设计制造的。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规定高，保护项目多，监控项目多，管系复杂，对设计、制造、安装、操作和维护规定高的特点。由于上述特点，工艺活塞压缩机在生产制造过程中都要通过严格的检查和测试，但制造精良的机器也需要对的地安装和维护，才干使其正常运营，发挥应有的作用。为使该机器在安装、调试、运营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、各重要零部件的作用，掌握压缩机各重要零部件的结构功能、使用方法及维护保养规定。做到对的操作，精心保养，及时解决运营中发现的各类问题，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。压缩机的抱负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。本手册重要合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（重要介绍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献资料，同时熟悉配套设备随带的有关技术文献资料。本手册重要介绍压缩机在安装、运营、检修、维护过程中的共性问题和注意事项，用户在平常工作中碰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因素，或直接向制造厂征询。本公司的联系方式公司网址：WWW.C营销中心：电话：用户服务部：电话：传真：邮箱：配件公司：电话：传真：技术中心：电话：传真：邮箱：安全规定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，对也许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，佩戴安全用品（如头盔、防护镜、耳罩等）。压缩机及其附属设备在进行吊装、运送、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。对设备的使用不妥、操作错误、维修不到位都也许会对设备、人员、环境导致危害，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、规范和事故防止条例，取得相应授权。压缩机是一种动设备，运营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，以免导致人身伤害。在对机组气路系统（涉及压缩机的气阀、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，经取样合格后才干进行拆卸。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.环保规定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，任何泄漏都也许对人员和环境导致危害，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（涉及空气、水、油的排放）时应按相关操作规程进行，并符合本地环保法规的规定。机组在运营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、维修或平常保养过程中使用后的清洗溶剂、棉纱（布）、砂纸等废弃物应按本地环保法规或卫生管理条例的规定解决。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运用。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有相应资质的单位解决。3.事故应急解决设备在运营中由于机械/电气故障，操作失误或其他因素引发事故后，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，特别是要防止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，达成一定浓度时，会对现场人员导致伤害，对周边的环境和设施导致影响或损坏。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，在这些场合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。此外，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，简朴固定受伤部件，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重要有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。此外尚有少量的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，当缸内的压力达成进气腔的压力时，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。至此完毕了一个工作循环。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，使气缸内交替发气愤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。重要部件机身（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（对规定设立防爆阀的机组，防爆阀也可设立在滑道侧盖上）。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。机身最重要的规定是刚度，另一方面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朴，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立轴封，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立回油槽。中小功率（一般为800kW以下）的压缩机重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，装配方法和规定与主轴承基本相同，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沿的圆角（油槽边沿一定要有圆角，否则易引起小头瓦与十字头销润滑局限性而烧瓦）。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。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。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立在这个部位。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，则电机运营时的电流波动很大，也许会因电流的波峰超过电机的额定电流而引起电机跳闸。设立飞轮后，可有效地克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，功率传递重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。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涉及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。这是最简朴的盘车器。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。正常运营时，拔杆位于运营位置（图中的水平位置），行程开关的触头被压下，大齿轮与小齿轮处在脱开状态。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，也许存在压缩机气缸憋气或有机械故障，应检查排除后才干继续进行盘车。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，机组运营时拔杆位于盘车位置运营位置，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，气动缸自身可以摆动，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。盘车器的侧面尚有固定锁片，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，仪表风压力一般规定为为0.4～0.7MPa，最低不低于0.3MPa。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。反复上述动作，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在垂直位置上后，方能作开车准备或启动主电机。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，中体提成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，仅合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。Ｃ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，这种中体仅合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尚有填料注油引入孔、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，较大型的机组尚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。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具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，复杂限度差异最大。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（级差式中尚有顺级差、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，尚有带缸套的，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标准的规定设计制造的。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、冷却方式等规定专门设计制造。用户有特殊规定期，可在技术洽谈时提出，在技术协议中明确。因我公司的重要机型是D型和M型，所以我公司的气缸重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。对有在线控制规定的机组，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也许带液时，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，当磨损量达成一定值时需要更换。活塞部件中最重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。与气缸同样，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、冷却方式等规定来考虑。对直径较大的活塞，活塞一般是空心结构，相称于一个外压容器，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0.05MPa），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，一方面是由于活塞环自身的弹力所致，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，由于塑料环自身的弹力较小，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。活塞杆常用的表面解决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规定都较高，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。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对的操作精心保养，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。各零件的重要作用节流环：一般与活塞杆为非紧密接触，重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）：填料中的重要密封零件之一，重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）：填料中的重要密封零件之一，重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：用于拟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连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。填料盒上通常尚有若干孔，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尚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，通过的第一组填料是节流环，节流环的两侧平面是通过研磨的，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，气流通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通过的是径向环，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，气体每通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，随着运营时间的推移，填料环会产生磨损。因此一般不也许达成完全密封。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，在填料的低压侧设立漏气收集口，这样，高压气体在通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运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尚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），尚有设立充氢、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）。此外，在装配时应注意各填料环的两侧平面应平整，内孔边沿无倒角或缺失，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，径向开口互相错开。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也许没有注油孔，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。对有填料测温规定的压缩机，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。压盖上尚有两个顶丝孔（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，运营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干进行。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，导向环磨损量达成设定值时会有声光报警信号。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、机组规定或用户规定来决定。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，阀片也许还会出现反弹现象，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，气缸连续进气。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也许产生反弹现象。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，阀片也也许出现反弹现象。随着活塞继续向盖侧运动，排气阀呈全开状态，气缸连续排气。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。抱负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。这样阀片启动时的弹簧力较小，能迅速启动，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，进气阀始终处在全开状态，在气缸的进气过程中，气流通过进气阀进入气缸，在排气过程中，缸内的气体仍通过进气阀回到进气腔。此时该进气阀所相应的气缸工作腔就不再参与气缸的压缩和输气。一般规定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佳要避免同时使用不同厂家制造的气阀。由于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。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营时，可运用顶开阀顶开压缩机的进气阀，从而减少负荷，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。为避免膜片缸下部产生憋气，阀体上设有一个排气口，膜片缸下部的气体可从排气口排出。当停止对顶开阀供气时，膜片在复位弹簧的作用下回到初始位置，进气阀可正常工作，这种给气才将进气阀顶开的工作方式称作有风卸荷。无风卸荷的工作方式与此相反，如上图中的活塞式顶开阀。在不对顶开阀供气时，顶杆在弹簧力的作用下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。压缩机在正常工作时，需要不断地对顶开阀供气，活塞产生的推力克服弹簧力，将顶杆缩回到进气阀能正常工作的位置。顶开阀所用的气源一般为仪表风或净化风，气源压力一般规定在0.3-0.7MPa之间。一般来说，有风卸荷更节能，而无风卸荷更趋安全。余隙阀余隙阀是一种运用增长气缸的相对余隙容积来调节压缩机排气量的部件。有固定容积和变容积二种。根据其动作方式，又有手动和气动二种。余隙阀中余隙腔的大小要根据预设工况中对流量的规定来计算拟定（该工况的进排气压力与额定工况相同，但排量比额定工况略小，通常为额定工况的90%左右）。余隙阀一般装在气缸盖的位置，当需要用余隙阀进行气量调节时，可打开余隙阀，余隙阀打开后，气缸盖侧的余隙容积变大，使得气缸的排气能力下降。由于盖侧的余隙容积增大，盖侧的排气温度会有所升高。本公司的产品中较多采用的是手动的固定容积余隙阀。右图所示即为一手动固定余隙腔的余隙阀。根据气缸的大小，有许多余隙阀是不带冷却水套的。余隙阀对排气量的调节比较有限，特别是对小压比的气缸作用不大，故小压比的压缩机一般不推荐用余隙阀的方式来调节气量。缓冲器缓冲器又称脉动克制器，分进气缓冲器和排气缓冲器，分别装在压缩机气缸的进气口和排气口。由于往复活塞式压缩机输出的气源是脉动的，这种脉动通常会导致一系列的危害，如使压缩机的容积效率减少，气阀工作恶化，功率消耗增长，引起机组和管系的振动、噪声，影响机组的寿命和稳定运营等。设立缓冲器后可在一定限度上减少脉动的峰－峰值，改善机组的运营平稳性。本公司产品中所用的缓冲器大多是无内件的圆柱形缓冲器，筒体和接管上通常还装有一些用于观测或控制各类仪器仪表（如温度计、热电阻、压力表等），筒体底部通常会设排污接口。对一些也许存在液相组分的气体（液态组分会产生液击，对压缩机导致损坏），在进气缓冲器下方还也许设有集液罐和液位计。冷却器本公司工艺流程用往复活塞压缩机所用的冷却器基本上都是水冷的，涉及级间冷却器、后冷却器、油冷却器、回流冷却器等。对多级活塞式压缩机而言，级间冷却器的优劣关系到压缩机效率，后冷却器保证机组的供气温度，油冷却器保证润滑油系统的供油温度，回流冷却器保证旁路回流气体的温度。本公司所用的冷却器大部分是管壳式冷却器，在一些老产品中也有用套管式和淋洒式的冷却器，因其冷却效率低，占地面积大，近年来除少量高压冷却器尚有用套管式冷却器外已鲜有产品采用套管式和淋洒式的冷却器了。分离器气体经压缩、冷却后常会有一些油、水或工作介质中的一些组分凝缩成液态，为避免液态组分进入到下一级压缩机的气缸中而产生液击，级间冷却器之后一般都要设分离器。活塞式压缩机所常用的分离方法有离心分离和撞击分离或气流转折分离。这些分离方法都是根据气体和液体的重度差别，运用气流方向和速度改变时的惯性作用，使液体和气体互相分离。离心式分离器（也称旋风式）的工作原理是含液滴的气流进入分离器后在导流板的引导下产生旋转（也有进气管相对分离器筒体以一定的偏心距进入而产生旋转的），气流中的液滴在离心力的作用下撞击到筒体的内壁，然后沿筒体内壁流下，积聚在筒体底部，而气相部分向上通过排气管排出。为提高分离效率，有的产品中在分离器筒体中还设有除沫器。撞击式分离器的工作原理是气流进入气液分离器后，撞到与气流方向垂直的隔板上，使液滴附着在隔板壁面上，并沿壁面流下，积聚在分离器底部，气相部分向上通过排气管排出。事实上，离心式分离器的工作原理也有撞击式的成分。本公司所用的分离器大多是离心式的，分离器的上部为分离部分，下部为储液部分，储液部分设有液位计，或液位开关或液位变送器。当液态组分积聚到一定高度时要及时通过排液管排放。本公司有一些产品将冷却器和分离器组合在一起，称作冷却分离器，这种设计一般为立式结构，比较紧凑，占地面积小，但制造较复杂，稳定性也不如分开的好。过滤器在压缩机的气、水、油路系统中，难免会有一些固体杂质混杂期间，如气路中会有一些催化剂（触媒）粉尘，水路中会有一些泥沙，油路中会有一些运动付磨损下来的粉末等。这些固体颗粒会对压缩机的使用寿命和正常运营产生不利影响。因此在压缩机的气路、水路和油路中一般都会设有过滤器。根据过滤介质、过滤精度、介质的工作压力、温度的不同，会选用不同的过滤器。本公司的产品中油路常采用可切换式的过滤器，过滤精度一般在10-25μm之间，过滤器常设在稀油站中；气路中常用T型或Y型过滤器，滤网规格一般为80目（相称于过滤精度为200μm）；在水路中的过滤器一般只设在填料进水管上，因填料的进出水管一般都比较细，为防止结垢堵塞，也常设一个过滤器。止回阀压缩机排气管路中都设有一个止回阀，目的是防止已进入系统的高压气体倒回压缩机，窜到压缩机的低压部位，引起损坏。气路中的止回阀一般都设在安全阀的下游。本公司气路中的止回阀常为气阀式止回阀，其结构如一个环状或网状的排气阀。这样的止回阀结构紧凑，动作响应快，对安装位置无规定，能阻止瞬时的气体倒流，但不能长时间地阻止气体倒流，故止回阀后还要设隔断阀。6.重要系统6.1气路系统工艺流程用压缩机的气路系统指压缩机内部的气路部分，通常包含从机组的进口阀门到出口阀门之间的容器（涉及进气过滤器、进、排气缓冲器、级间冷却器、分离器、后冷却器、回流冷却器等）、阀门（涉及进、出口的隔断阀、安全阀、旁路中的调节阀、安全阀和调节阀的阀前阀后隔断阀等）、管线（涉及回流、放空、旁路等管线）和管件。气路系统中各设备的作用：进气过滤器用于过滤吸入气体中所夹带的固体颗粒，过滤器前后一般设有压差表或压力变送器，当压差超过规定值以及系统大检修时应拆下滤芯清洗。安装进气过滤器时应注意气流方向，不可装反。通常在过滤器的外表有指示气流（安装方向）的箭头，若标记不明显，可通过观测滤网结构来判断，装滤网的一侧为进气方向，装滤网骨架的一侧为排气方向。进、排气缓冲器用于克制气流的脉动，以减少气路系统及主机的机械振动。各缓冲器底部都装有排污阀或排污法兰盖，以排除积聚在容器内的液体和污物。级间冷却器、后冷却器、回流冷却器都用于减少压缩机排出气体的温度，以提高压缩机的效率。回流冷却器一般只在有旁路但无后冷却器的情况下采用。级间分离器用于分离气体中的液态组分，避免进入到下一级压缩机的气缸中而产生液击，对供气规定较高的装置会规定设后分离器。规定更高一点的还会设冷冻干燥机或吸附式干燥机。级间安全阀一般设在分离器的下游，也有设在分离器筒体上的。国内的许多装置中，安全阀的设立常在阀前和阀后设立隔断阀，在隔断阀的上下游再设一个旁通阀。一般隔断阀宜用闸阀，旁通阀宜用截止阀（见右图）。这样的布置是为便于安全阀的检修，采用这种结构时要注意隔断阀要铅封开，旁通阀要铅封关。压缩机的止回阀一般用气阀式止回阀，设在末级安全阀的下游，出口隔断阀的上游。用于防止已进入系统的高压气体倒回压缩机，窜到压缩机的低压部位，引起损坏。安装止回阀时应注意进出口方向，不可装反。一般在止回阀的外壳都有表达气流方向的标记，若标记不明显，或指示标牌失落，可通过观测阀芯结构来判断，阀片侧为进气，弹簧侧为排气。气路中的调节阀常设在压差较大的回流管线上，用于机组的气量调节（见右图）。在本公司的产品中，调节阀采用较多的是自力式调节阀。调节阀宜水平布置，调节阀的阀前和阀后设立隔断阀，在隔断阀的上下游再设一个旁通阀。一般隔断阀宜用闸阀，旁通阀宜用截止阀。管道、阀门及支吊架：气路系统中的主管道用于各设备之间的联通，旁通管道常用于流量调节，放空管路用于系统卸载，置换管线（一般为氮气管线）用于流程介质的置换，阀门用于各管线之间的切换和通断控制。对设备内部较长的管道，通常会设立管道支架或吊架，支吊架的形式和位置一般需要通过声学模拟计算来拟定。油路系统工艺流程用压缩机的油路系统有二种，一种是压缩机的循环润滑系统，另一种是气缸、填料的注油润滑系统。无论是无油润滑还是注油润滑的机器通常都有循环润滑这个系统，而注油润滑系统只用在注油润滑或无油结构少油操作的机组中。压缩机的循环润滑系统用于曲柄连杆机构中各运动付的强制润滑，一般每台机组都有一套，润滑油循环使用。油路系统中至少涉及油箱(池)、油泵、油冷却器、油过滤器、显示和控制油温、油压的仪器仪表、连通管路、阀门等。在工艺流程用压缩机的油路系统中通常将辅助油泵、油冷却器、油过滤器等元器件集中布置在一个底盘上，组成一个稀油站。稀油站的组成结构见下图。油路系统中各元器件的作用：油泵用于对润滑油进行增压，中小型机组的主泵常为轴头泵，油泵形式为齿轮泵，装在机身上，由压缩机的主轴驱动。辅助泵常用螺杆泵，用电机驱动，装在稀油站中。主、辅泵的出口常各自配有安全阀（溢流阀）、止回阀和压力表。润滑油经油泵增压后温度会增高，故需设油冷却器来冷却。油冷却器前后一般都设有温度计，以观测润滑油冷却前后的温度。过滤器用于去除油液中的固体颗粒，以防这些颗粒进入压缩机运动付中引起摩擦面的损坏。本公司产品对过滤器的过滤精度规定一般为25μm（也有用户规定10μm的。根据本公司产品中所用的轴承合金，25μm的过滤精度已能满足使用规定）。因压缩机在运营过程中不可断油，所以过滤器都设计成双筒可切换的形式，以满足机组运营规定。在进行过滤筒切换时应注意要先将准备投用的滤筒充满油。具体操作时可打开二个过滤筒间的连通阀，拧松备用筒上的放气螺塞，放尽筒内的空气，等放气螺塞处有油液冒出时再拧紧放气螺塞，关闭连通阀，然后进行切换。同理，对有双联冷却器的稀油站，切换时也需要先使备用冷却器先充满油。单泵单冷单过滤无油箱的稀油站双泵双冷双过滤带油箱的稀油站加热器用于对润滑油进行加热，一般装在油箱（池）中。因在部分压缩机的机身兼作油池，所以加热器通常装在机身上。加热器重要用于开车前对润滑油进行加热，机组运营后，摩擦付产生的摩擦热会传给润滑油，所以开机后可停掉加热器。调压阀的作用是将循环润滑油路的油压稳定在一定的范围内，由于在设计油路系统时一般都要考虑一定的裕度，这样就会有一多余的油需要从旁路返回油箱。随着机组运营时间的推移，各摩擦付的配合间隙会逐步增大，供油能力随之逐步下降，调压阀的作用就是控制旁路回油口的大小，保证供应机组的油量稳定在一定的范围内。调压阀的入口常接在供油主管路上，出口接回油管线。本公司产品中常用的调压阀为自力式调压阀，正常运营时循环润滑油的压力一般常控制在0.25-0.35MPa之间。温控阀的作用是将供应机组的润滑油温度稳定在一定的范围内。其工作原理是该阀有二个进油口，一个出油口，二个进油口分别接在冷却器前后，温度低时增长热油比例，温度高时减少热油比例，将热油和冷油混合后供应机组。润滑油的压力、温度是机组运营中的重要参数，机组正常运营时需要有适当压力和粘度的润滑油来保证，而油的粘度与温度有较密切的关系，随着温度的升高，油的粘度会随之下降，而低粘度的油会影响机组各摩擦付的润滑，粘度太高也会带来功耗增长、油压升高润滑油流动不畅等憋端。所以循环润滑系统中既有加热器，又有冷却器，有的机组还设有温控阀。机组对油压、油温的控制项目也较多，不仅在机组现场有用于观测油温油压的现场仪表，在中控室也有油温油压的显示，尚有油温油压超限的声光报警和联锁。本公司产品的循环润滑系统中常用的润滑油为L-DAB68压缩机油或L-DAB100压缩机油，寒冷地区可选用粘度低些的L-DAB68压缩机油，气候温暖地区可选用粘度略高的L-DAB100压缩机油。活塞式压缩机的另一个油路系统是注油润滑系统，用于气缸和填料的润滑。这个系统一般由注油器、注油止逆阀、连通管线等组成。这个系统与循环润滑系统相比，其特点是量小，压力高（至少要高于压缩机的排气压力），油液的粘度高，润滑油不循环使用。所以注油系统的油泵采用柱塞泵，润滑油的牌号通常在150号以上。冷却系统由于气体受到压缩后温度升高，温度升高后会带来一系列的问题：1.会使后续的继续增压增长功率消耗；2.高温会使气缸内的润滑油粘度减少甚至碳化；3.高温会减少无油元件（活塞环、导向环及填料环）的机械性能，影响机组的运转率和使用寿命。为解决这些问题，压缩机都需要设立冷却系统。根据冷却介质，常见的有风冷机组和水冷机组，本公司的工艺流程用活塞压缩机基本都是水冷机组。所以压缩机的冷却系统也常称作水路系统。压缩机组中需要用冷却水冷却的设备一般有气缸、填料、级间冷却器、后冷却器、油冷却器等。冷却水通常采用循环水，对水质和水温规定较高的可用软化水。为保证冷却效果，无论是压缩机的气缸还是管壳式冷却器，冷却水一般都从下面进水，上面出水，以保证冷却水在冷却容积中全充满。对立式布置的冷却分离器，冷却水的进出水口都在上方，这也能保证冷却水的全充满。由于压缩机组中各个冷却单元（指各级气缸、各个冷却器等）的冷却规定（指冷却水量、水温等）不同，故水路系统常按并联方式向各冷却单元供水。各分支的冷却水量均可由各自支管的阀门调节，在进水支管之后设放水阀，用于停机时放尽设备内存水。各分支出水管上一般会设视镜，以便于用户检查水流情况。冷却水量可根据季节调节，以维持机组的润滑油和气体的正常工作温度。采用并联方式供水的冷却系统，其供水压力和温度的显示常设在进水总管上，回水温度的显示设在各自的分支管路上。如机组对水质和水温有特殊规定期一般常会配套水站来向机组供水。如压缩机压力填料的进出水管较细，为防止水路堵塞，需要用软化水冷却，此时可为若干台机组配一台水站；又如当工作介质较易液化时，气缸冷却水的进水温度就不宜太低，应控制在一定范围内，此时也可通过配设水站来实现。由于地区和季节的不同，环境温度会变化，冷却水的用量需根据当时本地的环境需要来调整，夏季的用水量会比冬天大很多。压缩机起动前，一般应一方面供水；正常停车后，再逐个关闭各进水阀门。冬季停车(气温低于5℃水路系统中对循环水的一般规定是冷却水进水温度不大于30℃，回水温度不大于40充氮保护系统对工作介质为易燃易爆或有毒介质的工艺流程用压缩机，为防止有害气体外泄，增长机组的安全可靠性，在压缩机的压力填料和隔离填料处都会设立缓冲气体保护系统。在保护系统中使用的缓冲气体通常为氮气，也可用其他惰性气体。压力填料处的充氮保护结构和叙述见5.12节所述，隔离填料的充氮保护结构和叙述见5.9节所述。充氮保护系统对氮气的一般规定是：压力填料规定的气源压力为0.1MPa左右，隔离填料的气源压力为0.02－0.05MPa，气源温度为常温。气量调节系统工艺流程用压缩机在运营期间通常都会有若干种工况，各种工况对气量的规定不尽相同。这就需要机组设立气量调节系统来满足各种工况对气量的规定。常用的气量调节方式有旁路调节、顶开阀调节、余隙阀调节三种。旁路调节是从机组末级排气或某一级排气端引出一部分气体回流到一级入口。旁路支管的口径按所需要的旁路流量拟定，当压差较小时可直接用隔断阀调节，若压差较大时需用调压阀调节。旁路管线一般要从冷却器后（后冷却器或级间冷却器）引出，主气路系统中无冷却器的通常需设旁路冷却器。顶开阀调节是通过顶开吸气阀来控制气缸的一侧或两侧的工作来实现气量的分档调节的。其工作原理见5.14节。通过顶开阀调节，对双作用气缸可实现0，50，100%三档气量调节，对双一级（双二级）的机组，可实现0，25，50，75，100%五档气量调节。但25%和75%二档由于气体力不平衡，也许会导致机组的振动增大。此外，在采用顶开阀调节时会引起十字头处反向角的变化，如需在此工况下长期运营，宜进行定期切换（如轴侧顶开运营一段时间后改成盖侧顶开，盖侧顶开运营一段时间后再改成轴侧顶开）。余隙阀调节是通过增长压缩机气缸的余隙容积来实现的（见5.15节），常见的有固定余隙阀和可调余隙阀二种，一般常用固定余隙阀。余隙阀通常装在气缸的盖侧，打开余隙阀后可使气缸盖侧的余隙容积增大，从而减小压缩机气缸的排气量。余隙容积的大小要根据所需要调节的气量来拟定。采用余隙阀调节通常会使排气温度升高，此外余隙阀对排气量的调节比较有限，特别是对小压比的气缸作用不大，故小压比的压缩机一般不推荐用余隙阀的方式来调节气量。从级间引出部分气体作回流的旁路调节及采用余隙阀调节气量时，也许会引起机组各级压比的分派，用户在实行此类操作时应掌握这些情况。除上述三种气量调节方式外，尚有变频调节（用变频电机驱动的机组）和变速调节（用汽轮机驱动的机组），这种调节都是采用改变压缩机转速的方法来实现排气量调节的，在本公司的工艺流程用往复活塞式压缩机中应用很少。操作和监控系统工艺流程用往复活塞压缩机的操作系统布置在压缩机现场和中控室二个地方。在压缩机现场重要有各种管线的通断、调节阀门，主电机、辅助油泵电机、盘车电机等的操作柱，各级的进、排气压力，进、排气温度的一、二次仪表，分离器的液位显示，进气过滤器压差、润滑油过滤器压差、活塞杆下沉开关（变送器）、机身振动开关（变送器）等。为方便观测，大部分中大型的机组会在现场设立就地仪表柜或就地仪表盘，以显示各级进、排气压力，进、排气温度，润滑油压力，仪表风压力等运营参数。在就地仪表柜（盘）中还装有实现压缩机运转保护类元件（压力变送器、压差变送器、压力控制器等），以实现机组的运营监控及警报联锁保护。用手动方式控制顶开阀的气量调节系统通常也设在就地仪表柜（盘）上。在中控室，通常会设立各级的进、排气压力显示，各级进、排气温度，的显示和声光报警，进气过滤器压差、油过滤器压差、气缸压力填料超温、活塞杆下沉超限等的声光报警、各档主轴承的温度显示和声光报警，电机定子温度、轴承温度的显示和声光报警，分离器液位超限声光报警等。7.安全保护和监控工艺流程用往复活塞压缩机所解决的介质往往是有一定危险性的，所以保证压缩机组的安全运营至关重要。为保障机组运营安全，根据介质的危害限度和工况规定，通常要在机组气路中的每个压力段设立能全流量泄放的安全阀，对机组的起动条件、重要运营参数等进行自动监控，当某个参数超限时有光报警或联锁停机。通常会对以下项目进行监控进气过滤器压差（通常设立现场观测仪表或在中控室设立声光报警）各级排气的压力、温度（排压高时可通过安全阀泄放，排温高时通常设立声光报警）循环润滑油的压力、温度、过滤器压差（排压低时辅助泵自启动，同时声光报警；油温低时手/自动开电加热器，同时声光报警；过滤器压差高时声光报警，由操作人员到现场进行滤筒切换；排压高时系统通过安全阀溢流，手动停辅助泵；油箱油温过高时，自动停电加热器）压缩机主轴承温度（通常在中控室显示并设立声光报警）电机定子温度（通常在中控室显示并设立声光报警）电机轴承温度（通常在中控室显示并设立声光报警）气液分离器液位（通常设立现场观测仪表或同时在中控室设立声光报警）机身振动（通常在中控室设立声光报警）活塞杆下沉（通常在中控室设立声光报警）机组正常运营或在预定工况下运营时的各项指标参数可参看具体设备的产品说明书和数据表。要保证设备的安全运营，在规章制度和人员配套方面也需要有相应的规定。一方面，要为设备编制操作规程，对压缩机操作工进行培训和教育，使所有操作人员、安装维修人员都对自己所要进行的操作非常清楚，了解每一步操作的目的和后果。另一方面，设备现场的布置要考虑消防设施和人员的疏散通道，有条件时可在现场设立危险气体探测器，当现场探测到有害气体时相关人员能及时进行解决。8.安装压缩机的安装是一项十分重要而又细致的工作。安装质量的好坏，将直接影响到压缩机的正常运转和使用寿命。安装工作应在有经验的人员指导下（对中、大型或批量较大的工艺流程用压缩机，本公司一般都会派专业人员作安装指导），参照产品随机图册、本手册及有关专业标准、规范规定的安装程序来组织实行。对小型机组或撬装式的机组，一般在工厂已经装配好并经调试，在用户现场可不必再经解体而可直接安装。以避免在拆卸过程中破坏原装配关系或因对产品不熟悉而损坏零部件。但本公司制造的工艺流程用压缩机以中、大型的居多，出厂前虽都要通过预装和调试，或通过盘车实验，但为运送方便，一般都要分解成若干箱，这就需要在现场再进行安装和调试。对于具体的产品，由于各种产品在结构上的差异，其安装顺序和方法也许会与本手册的叙述有一些不同，操作人员应根据具体产品的结构来拟定安装安装顺序和方法。在工艺流程用往复压缩机安装过程中需参考的常用标准、规范有API618《石油、化学和气体工业设施用往复压缩机》、GB/T50275《压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范》、GB/T50231《机械设备安装工程施工及验收合用规范》、GB/T50236《现场设备、工业管道焊接工程施工及验收规范》、GB/T50177《氢气站设计规范》等。工艺艺流程用往复活塞压缩机出厂时都会附带一些专用工具，重要是一些专用扳手、专用套筒扳手、液压拉伸器及附件、顶丝、气阀提手、活塞杆保护套等，具体的工具清单一般附在产品出厂资料内。安装时所需要的活扳手，中、小号套筒扳手，钳子、螺丝刀、锉刀、铰刀、刮刀等通用工具需请安装单位自备。此外，安装时所需要的水平仪、千分表、千分尺、直尺、塞尺、游标卡尺等量具也要请安装单位自备。安装时需作好安装数据记录。8.1安装准备熟悉与施工有关的技术资料及设备图样。按基础施工图对基础复测验收，基础不允许有裂纹、蜂窝、空洞、露筋等外观缺陷以及平面度允差超过施工规范规定的情况存在。如有缺陷，则必须进行修复。基础复查合格后，标出设备就位纵横中心墨线。对设备进行开箱，按每只包装箱的分箱装箱单进行清点。开箱验收后，对暂不安装的零件、备件等请入库，妥善保管。由于机器在出厂时大部分零部件都已在制造厂内组装好并经油封，安装前需对设备进行启封和分解清洗，建议安装人员在作此项工作时对拆下的零部件作好标记，安装时仍按原装配关系装配。在进行脱封清洗时尤应注意各零件上的润滑油通道、各运动副的磨擦部位及机身、接筒内部的清洁度。机组安装所用垫铁由用户（或安装单位）自备。垫铁大小根据设备大小选用，具体规格可参考附录中常用垫铁规格，垫铁组总高度可根据需要拟定。垫铁应平整，无翘曲、卷边。每组垫铁不超过4块，其中仅允许有一对斜垫铁，相邻垫铁组之间的间距建议在300-500mm之间。斜垫铁斜面粗糙度不大于Ra25，斜度建议采用1/20。斜垫铁应配对使用，配对斜垫铁的搭接长度应不小于全长的3/4。由于机器在出厂时大部分零部件都已在制造厂内组装好并经油封，安装前需对设备进行启封和分解清洗，建议用户在作此工作时对拆下的零部件作好标记，安装时仍按原装配关系装配进行。在进行脱封清洗时尤应注意各零件上的润滑油通道及机身、接筒内部的清洁度。此外，机身的底面、滑道支座的底面、电机钢底座的底面也须清理干净，不能有油脂。注意：在安装过程中有些零件的装配关系是不宜拆卸的，如已装上曲轴的飞轮或半联轴器，已组装好的活塞杆与活塞体，已组装好的气缸座和气缸体等。若对这些零件再进行拆装，很也许会损坏零件。8.2机身的安装在机身基础的地脚螺栓孔旁放上垫铁组，垫铁应布置在受力集中处及地脚螺栓旁，相邻两垫铁组间的距离不大于500mm。安放垫铁的基础表面应铲平，基础表面的疏松层应铲除，基础表面应铲出麻面。放上垫铁后应找正垫铁组在纵、横方向的水平。垫铁与基础应均匀接触，接触面积应达50%以上，不允许有不稳现象。垫铁放好后用2mm/m的水平尺在纵、横向找正各垫铁组的水平。吊放机身：机身置于水平状态，穿入地脚螺栓(地脚螺栓的螺纹部分在安装前应先进行涂油防锈)，按基础表面墨线就位(其中心及标高允差均为±5mm)。在吊装、找正以及拧紧地脚螺栓时，均应放上撑档，并将其固定螺栓拧紧。各撑档上都有编号，装拆时应注意其本来的装配位置，不要装错。机身放好后用0.05mm的塞尺检查各垫铁组，允许局部有间隙，但塞尺插入深度不得超过垫铁总长(宽)的1/3，用0.3～0.5kg的手锤敲打，每块垫铁都不能有松动现象。找正机身纵向和列向水平以及轴承座孔的水平度。机身的纵向水平度在规定范围内宜高向电机端。机身列向水平度在装上滑道后测量，测点在滑道的前、中、后三点位置上；轴向水平度在机身轴承座处测量。均以两端为准