英格索兰空压机告诉你往复压缩机润滑油性能的要求

发布日期:2018-08-01 17:54:00

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,工业应用上最高压力达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最广泛一种。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。

 

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飞溅润滑。大多用于无十字头小型通用压缩机。
  • ②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。
  • ③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。压力注油最大优点总是能以最少的油量达到各摩擦表面最合理的润滑,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。

 

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值最大2.0或2.5,100~150最大值为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

还有提到最大供油量不得超过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。