4M8型氢气压缩机活的技术改造打印修改版201177.docVIP

4M8型压缩机活塞的技术改造 中石化荆门分公司维修车间 侯飞 摘要：将4M8型压缩机活塞体上的钨金层改为填充四氟托瓦，铸铁活塞环改填充四氟环，把气缸内活塞的有油润滑改为少油润滑，在延长活塞使用寿命，降低维修费用，节省润滑油方面取得显著效果。 关健词：压缩机、活塞、填充四氟、支承环 一、概述： 润加氢新氢压缩机共三台，工艺编号为机101--/1、2、3，为蜡油加氢、催化重整、汽油加氢等装置提供新氢气。机-101/1、2为原沈阳空气压缩机厂1971年生产4列对称平衡M型(4M-11/13-90)往复式压缩机，该机轴功率为767KW，转速为375 rpm,活塞行程为320mm，一级气缸直径为φ210mm,二级气缸直径为φ130mm。机--1/3已于1996年更新为荷兰汤姆森公司生产的C12-3型压缩机，由于C12机型从能耗、运行效率等方面均优于4M8系列压缩机，因此机---101/3自安装以来长期运行，机-101/1、2（4M8型）只在机---101/3出现故障时使用。2010年装置大检修，要求对这两台机组大修。润加氢这两台压缩机由于结构较老，技术落后，仍采用的是铸铁活塞环和钨金层托瓦，但因有时新氢中含有粉尘，这些杂质随氢气进入压缩机内，经常会导致活塞环抱死，气阀失效，缸内温度升高，活塞钨金层拉伤、脱落、烧毁，事故频繁。针对4M8型压缩机的使用现状，结合装置大检修，对压缩机101--/1、2的一级、二级活塞体存在的问题进行了改造的探讨与实践。 二、改造内容 2.1改造方案 压缩机有关工艺参数如下表1所示： 表1 压缩机实际操作有关工艺参数 工艺编号 型号 一级压力(mPa) 二级压力(mPa) 一级温度(℃) 二级温度(℃) 入口 出口 入口 出口 入口 出口 入口 出口 机-101/1、2 4M-11/13-90 0.8 3.7 3.7 7.0 24 64 29 77 参照原沈阳远大压缩机厂氢气压缩机（型号为2D45-64/15.66-30.36）及荷兰汤姆森公司压缩机（型号为C12--3）活塞体的结构形式及使用情况，对压缩机--101/1、2 活塞进行了改造，其方案为： 将原活塞表面的钨金层去掉，改用为整体式填充聚四氟乙烯环(填充PTFE)作支承环，将活塞环材料由铸铁改为填充聚四氟乙烯(填充PTFE)。因本机缸径较小，根据国外经验可不考虑附属配置张力环。目前许多微油、无油的往复式压缩机所应用的活塞环开始采用PEEK、PI新材料。它们具有很高的机械强度，较好的耐高温性，较低的摩擦系数，较小的线膨胀系，填充聚四氟乙烯系列支承环、活塞环由于机械强度不高， 很容易出现冷流形变而产生漏气等问题。但在本例中，我们考虑的是使用最经济的改造方式，而且，所使用的材料均为自备材料，不存在厂家供货的时间问题；这两台机组在使用时间和频次上也较少，因此，采用PEEK、PI新材料将作为下一步的改造目标，本次改造仍以填充聚四氟乙烯(填充PTFE)为主。将有油润滑改为少油润滑。 2.2活塞支承环的计算 2.2.1活塞平均速度Cm 活塞行程: s=320 mm 曲轴转速: n=375 r/min 活塞平均速度：Cm=n*s/30=4.0 m/s 无油润滑压缩机的线速度一般要求在4m/s以下，因此本机可以实施活塞环和支承环的无油润滑改造。 2.2.2支承环膨胀量的计算 支承环的膨胀量实际上是指支承环安装在活塞上的过盈量，过盈量的大小反映了支承环与活塞体配合的径向松紧程度，其值的大小要保证缸内温度最高时支承环在活塞上随活塞膨胀时不能松动。缸内工作时气体温度按160℃（填充PTFE的工作温度在160℃）核算，有关计算数据如下表2所示： 填充PTFE支承环膨胀值 类别 活塞直径D（mm） 支承环宽度S（mm） 介质温差△T（℃） 线膨胀系数（1/℃） 支承环膨胀值 垂直α1（0-160℃） 水平α2 (0-160℃) 垂直 △L 水平△S 一级缸 210 60 160 1.17×10-4 0.53×10-4 3.69 0.60 二级缸 130 50 160 2.28 0.48 公式 △L=D×△T×α1 △S=S×△T×α2 2.2.3填充PTFE支承环宽度、厚度的确定 根据一、二级活塞体现有结构尺寸，及填充PTFE支承环膨胀值的计算，并考虑到支承环镶嵌完后的二次加工应留有余量，对支承环膨胀值进行圆整，得出支承环与活塞体的的实际过盈量，并参照其它活塞压缩机支承环的使用情况，确定支承环的宽度