工艺用压缩机节能技术探讨

5活塞环对工艺用压缩机耗能的影响

活塞环是活塞压缩机的主要密封件，又是重要的运动摩擦件，也是关键的易损件之一。它的寿命和性能关系到生产系统的产量和效益，影响系统的生产秩序。为此，提高活塞环的使用寿命和改善活塞环摩擦特性对工艺用压缩机尤为重要。所以，工艺用压缩机如何结合具体实际，合理的确定活塞环材质和改善润滑对提高寿命、减少摩擦功率定会起到一定的作用。

有油润滑和无油润滑是目前活塞式压缩机气缸的润滑的主要两种方式：

(1)铸铁活塞环是有油润滑压缩机普遍采用的材质，优点是金属活塞环采用油润滑，摩擦损失功率相对较小，活塞环导热性能好，润滑油可起到密封作用，并可携带一部分活塞环与气缸摩擦产生的热量。缺点主要是压缩气体中含润滑油，压缩介质受到污染。

(2)填充聚四氟乙烯活塞环是无油润滑压缩机常采用的材质。优点是压缩气体不受污染，缺点是填充聚四氟乙烯机械强度受限，摩擦功率、泄漏量相对较大。因此，在工艺气体纯度要求不很高的情况下，特别是在高压力差时，可采用少油润滑方式弥补上述缺陷，即活塞环采用填充聚酰胺材质的少量润滑油润滑方式。该方式综合性能较好，可获得较好的可靠性和经济性，并可节省润滑油。

5.1活塞环的机械性能与摩擦性能比较分析

对典型的活塞环常用材质的机械性能进行了比较分析。填充聚酰胺材质的机械强度均优于铸铁材质。活塞环主要承受压力和剪切力，特别是高压机活塞环，由于两侧的压力差较大，活塞环材质的强度尤为重要。所以，对工艺用压缩机的高压机活塞环采用填充聚酰胺材质可明显提高使用寿命。活塞环材质的机械性能比较见表1。

通过实验对活塞环材质与高压级气缸常用碳钢材质对磨进行了摩擦特性比较分析，在磨擦磨损试验机上模拟了活塞环与气缸对磨的3种情况。实验分别模拟铸铁活塞环对碳钢气缸正常油量润滑、填充聚酰胺活塞环对碳钢气缸采用正常润滑油量的一半少油润滑、填充聚四氟乙烯活塞环对碳钢气缸无油润滑3种方式进行。实验结果见摩擦特性曲线。

根据以上在不同润滑条件对磨的方式下，3种材质的摩擦特性表明，3种情况的摩擦特性几乎没有什么大的区别。但采用填充聚酰胺为活塞环材质少油润滑时，优点是填充聚酰胺机械强度高，耐温性好，并且本身具有一定的自润滑性，可节省部分润滑油。特别适用于工艺压缩机高压级的活塞环，在活塞两侧的压力差较大时，机械强度优越，可明显提高使用寿命。

5.2运行效果及分析

针对合成氨生产系统的工艺用压缩机的V、VI级活塞环进行改造试验。活塞两侧的最大压力差可达10~14MPa，原铸铁活塞环采用油润滑，经常断裂破坏，使用寿命仅达到3000h左右。改用活塞环材质为填充聚酰胺，并在减少近一半润滑油量的条件下运行，效果良好。与有油润滑相比，润滑油对气体的污染程度有大幅度降低。保证了活塞环有足够的强度，解决了活塞环经常断

裂损坏的问题。使用寿命提高了2~3倍，超过8000h以上。每年仅节约检修、故障停车所造成的生产损失就达20多万元。因此，对于高压级活塞环，在压缩介质中含有微量润滑油，对生产系统和产品质量没什么影响的情况下，应尽可能采用填充聚酰胺少油润滑方式。此方案材质性能好、泄漏量少、省功、省油，并可明显提高使用寿命，增大产量。

6结语

综上所述，对工艺用压缩机的节能降耗，必须紧密结合化工生产系统的实际，根据具体的运行工况、压缩介质以及经常出现的故障，分析探讨、优化运行参数和有关典型部件结构参数。达到减少功率损失、提高易损件使用寿命，延长机器的稳定安全运行周期，省功、节水、节约润滑油。减少由于故障停车造成的与备机切换排空、置换、备件，以及造成生产系统的一切损失。改善润滑，减少泄漏，提高排气量，以致提高产量、提高整套生产装置的经济效益。