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轴承知识
往复压缩机润滑油性能要求

一、往复压缩机润滑特点

与压缩气体直接接触部分的外部润滑与冷却,内部润滑主要指汽缸内部的润滑、密封与防锈。内部润滑完成使命后与压缩气体一起被排出。润滑油经排气阀,一部分经分离后排出,没被分离则进入储气缸和管路,所以内部润滑属全损耗式润滑。

内部润滑大致有三种方式:

(1)压力注油润滑。该方式是用注油器将润滑油以一定速度注入气缸润滑点上。小容量压缩机注油器以曲轴驱动,而大容量压缩机,注油器往往单独电机驱动。

调节加压注油时,须按设计机供油量再加大75%,以克服气缸的反压力。压力注油Z大优点总是能以Z少的油量达到各摩擦表面Z合理的润滑,被广泛应用于有十字头式压缩机和其它大容量高压压缩机外部润滑。

(2)飞溅润滑。大多用于无十字头小型通用压缩机。

(3)吸油润滑。这是一种在压缩机进气中吸入少量润滑油的润滑方法,常用于无法采用飞溅润滑无十字头式压缩机。

往复压缩机运动机构主要是压力润滑,其特点是油量充足,润滑充分,并能有效地带走摩擦屑,对主轴承连杆大小端轴承进行强制润滑,在各压缩机上广为利用。

1. 适当的粘度

为保证良好的润滑和压缩气体的密封,润滑油必需要有一定的粘度,而且压缩机的粘度在高压下会增大的。例如:1MPa粘度为20mm²/s油在10MPa时会增加到40mm²/s,粘度过大,不但浪费功率,而且表面油膜恢复速度慢,增加磨损,也容易造成油泥和积炭。粘度小,易使气缸活塞间形不成可靠油膜,造成漏气,所以选择时要考虑排气压力、终压温度压缩机的级数等因素。

往复式压缩机外部润滑系统用油一般采用32~100的汽轮机润滑油。

2. 良好的热氧化安定性

保证在运行中少生成油泥和高温下(220℃以上)不易产生积炭。在高温下氧化速度快,温度每升高8~10℃氧化速度增加1~2倍,良好热氧化安定性是防止油品被氧化而生成积炭所必需的性能。

欧洲压缩机制造者规定VG32-68,POT值Z大2.0或2.5,100~150Z大值为3.0(POT抗氧化性能试验:使油在200℃有氧化铁催化下,以15L/hm的速度通入空气氧化24小时的康式残炭值增加值%)。

3. 抗积炭性

抗积炭性影响压缩机润滑油在使用中产生积炭多少的重要指标,必须使用积炭小的油品。过多的积炭不但会引起排气阀和排气管处结胶和堵塞,还会使排气阀处积炭而漏气,致使排出气体倒回缸内,重复压缩,使温度迅速升高,高温又加剧氧化。

当温度升到油的自燃点时,积存在积炭中的润滑油开始燃烧,生成碳氢化合物和游离炭,当和高温高压油及空气混合到爆炸界限,即爆炸。

一般碳氢化合物在空气中的爆炸界限为:CH4 5~15,C2H4 3~12,C2H4 2.8~28.6,C3H8 2.1~9.35,C3H6 2~11.1,C4H10 1.8~8.4,C4H8 1.6~9.9,C5H12 1.4~8,C2H2 5~80。据统计,排气温度超过170℃空压机有一半发生了爆炸,因而各国都规定排气温度不得超过150℃。

欧洲规定为130~140℃,可见控制温度之重要。另外进气减少10%,则温度上升20℃,因而严格控制进气,吸入空气温度不应超40℃,吸气口不应在室内,防止空滤堵塞,保持冷却槽出水,温度差不超过10℃,即使在夏季冷却槽出口水温也不得超过50℃。定期清除积炭,一般600h清扫排气阀,4000h换新气阀。

尽量用环烷基油或合成油以减少积炭,加入抗氧化、防腐、抗摩添加剂,但不允许加降凝剂或粘度指数改进剂(防止热氧化分解而结焦积炭)。另外,气缸供油量不能过大,根据不同资料大致是:

卧式压缩机一般每400m2摩擦面供油1g

立式压缩机一般每500m2摩擦面供油1g

还有提到Z大供油量不得超过50g/m3,另外,还可以用下面公式计算:

Q=120πKDLN

式中:Q=润滑油量(g/h);D=气缸直径(m);L=气缸行程(m);N=曲轴转速(r/min);

K=单位润滑表面积的耗油量(g/m²),对卧式气缸可取K=0.025g/m²,对立式气缸可取K=0.02g/m²  

4. 闪点要高

闪点是压缩机的安全性指标。因为压缩空气的温度有可能超过油品闪点,压缩润滑油闪点应高于排气温度30~40℃,闪点和燃点不同,闪点在高压空气下是上升的。

例如:常压下闪点为216℃的油,在0.8MPa(8个大气压)下则为243℃。而大部分压缩机排气温度达不到243℃,使用高闪点油,并不完全解决爆炸问题,爆炸取决于油在过热的积炭火点上发生分解,产生胶质碳氢化合物,闪点过高粘度很大的油,反而容易产生积炭,还会增加摩擦阻力,浪费动力。实践证明,闪点随压力提高而提高,这就等于处于压力状态的润滑油增加了安全系数。

5. 燃点也是压缩润滑油安全指标

压缩机着火爆炸的主要原因是积炭受热分解达到自燃点而引起的。32号汽轮机油常压燃点为360℃的,当空气压力增到1MPa时,燃点下降到250℃,当压力增加到10MPa时燃点下降到200℃。

氢氮压缩机,特别是无油氢氮压缩机主要供化学工业氨合成用,是合成氨厂心脏设备,使用时应注意所压缩气体含有一氧化碳对人有强烈毒性,当氢气与空气混合到一定浓度时有爆炸危险。为安全计,无油润滑氮氢气压缩机排气温度一般限制在160℃以下,氢氮压缩机所用润滑油对氧化安定性无特殊要求,但油要低硫。

二、往复式压缩机结构特点

靠气缸中作往复运动,改变工作容积,使气体被压缩,提高气体压力,这类压缩机为往复式压缩机。

往复式压缩机通常形式有活塞式和膜片式,它们分别通过活塞式膜片在气缸内的往复运动,借助进排气阀自动开闭,进行气体的吸入,压缩和排出,其特点是压力广泛,工业应用上Z高压力达350MPa(3500kgf/cm²)。

气体压力有脉冲,运转时有振动,其中活塞式压缩机是应用Z广泛一种。往复压缩机按压缩过程分为单级和多级;按气缸排列相对位置又分为立式、卧式、角式、对置平衡式。

膜片压缩机是曲柄连杆机构通过液体驱动膜片工作,由于膜腔气密性好,压缩介质净度很高。因此常用于珍贵稀有气体压缩,以及输送不许泄漏,易燃,强腐蚀性,放射性和剧毒介质。膜片式压缩机输气量很小,每小时为520m3,多用于科研及生产特殊用途 。膜片压缩机的气缸不需要润滑,只需润滑由柄连杆和液压缸。

来源:《化工设备与机械》

发布时间:2022-12-15


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