閃蒸氣壓縮機大修

李 剛，付生洪，熊榮雷

（中海石油（中國）有限公司湛江分公司東方作業公司，海南東方 572600）

0 引言

壓縮機是化工生產中提高氣體壓力、輸送氣體的動力源，在石油、化工行業中被廣泛應用。活塞式壓縮機是往復式壓縮機的一種，有很多種類，從每分鐘只有幾升排氣量的小型壓縮機到每分鐘可達500 m3的大型壓縮機。大修工作對于壓縮機以后的運轉壽命、效率有著至關重要的作用。本次檢修的壓縮機是閃蒸氣壓縮機，運行時間接近廠家規定的20 000 h，并且軸承部位的振動值從開始的2.5 mm/s 左右已經上升至5.5 mm/s。因此對該機組進行檢修，避免超期運轉、損壞設備。

1 工作原理

電機通過聯軸節帶動曲軸旋轉，通過連桿的傳動，活塞做往復運動，由汽缸內壁、汽缸蓋和活塞頂面所構成的工作容積則會發生周期性變化。活塞從汽缸蓋處開始運動時，汽缸內的工作容積逐漸增大，這時，汽體即沿著進氣管推開進氣閥而進人汽缸，直到工作容積變到最大時為止，進氣閥關閉；活塞反向運動時，汽缸內工作容積縮小，氣體壓力升高，當汽缸內壓力達到并略高于排氣壓力時，排氣閥打開，氣體排出汽缸，直到活塞運動到極限位置為止，排氣閥關閉。當活塞再次反向運動時，上述過程重復出現。

總之，曲軸旋轉一周，活塞往復一次，汽缸內相繼實現進氣、壓縮、排氣的過程，即完成一個工作循環。

2 壓縮機檢修

機組的核心轉子部件是曲軸，電機通過聯軸器帶動曲軸旋轉，然后曲軸帶動連桿運動。連桿將運動傳給十字頭，最后十字頭將往復運動通過活塞桿傳給活塞。本次機組大修的重點是軸承的更換，軸承是動設備的關鍵零件，軸承的好壞直接決定了機組的運轉水平。本機組的軸承包含了滾動軸承和滑動軸承兩大類型，其中滑動軸承包括連桿小頭的整體式滑動軸承和大頭的剖分式滑動軸承。

2.1 滾動軸承的拆裝

曲軸兩端使用滾動軸承支承，軸承型號為22315，共計2 個。

（1）滾動軸承拆卸：①拆卸之前清理好軸承以及軸頸；②將軸頸抹上機油，以便于軸承取出；③此軸承使用傳統的爪式拉拔器拆卸；④拉拔時平穩用力，嚴防工具碰傷軸頸。

（2）滾動軸承安裝的前期工作很重要。主要包括：①選擇安裝方法，軸承較大，使用熱裝法。檢修采用了SKF 專用的軸承加熱器加熱器；②檢查新軸承的型號、檢查軸承的游隙、檢查軸頸的圓度以及圓跳動，軸頸必須有80%與軸承接觸；③測量軸承內徑與軸頸的配合，測量值為過盈0.02 mm，軸承外圈與軸承座的配合間隙為0.01 mm。

（3）滾動軸承安裝：①將軸頸上涂抹機油；②將新軸承安裝放置在軸承加熱器上。將溫度設定在115 ℃。加熱溫度不能超過120 ℃，否則會損壞軸承；③軸承加熱到指定溫度時，使用專用的保溫手套將軸承安裝到位，然后使用銅棒輕敲軸承，確保軸承安裝到位；④軸承安裝后嚴禁馬上進行下一步工作，需要等軸承溫度下降到室溫后再進行后續裝配工作。

2.2 滑動軸承的拆裝

滑動軸承的承載能力大、耐磨、運轉穩定可靠、制造成本低、工作壽命長，但是裝配比較麻煩。如果軸頸與軸承裝配不當，會使軸承工作時過熱，甚至燒毀滑動軸承造成機械事故。因此滑動軸承的安裝難度比滾動軸承要大很多。本次檢修的滑動軸承主要為連桿的滑動軸承。

（1）連桿小頭軸瓦安裝。連桿軸瓦是整體式銅合金軸瓦，新的軸瓦的外徑大基礎孔，軸瓦內徑也小于十字頭銷的外徑。此外由于整體式軸瓦是是使用機械作用壓入內孔，這必然導致軸承的內徑進一步減少，因此軸承安裝到位后需要刮削內孔。軸瓦的刮削使用三角刮刀刮削。刮削時使用十字頭銷和軸瓦研配，檢查需要刮削的點，軸心一定要和瓦孔中心重合，不可上下、左右擺動，否則研磨的顯示斑點就不正確了。

由于是初刮，十字頭銷不容易進入軸承的內孔，這時可以采取分段刮研法，具體刮削步驟總結如下：①先用刮刀將軸瓦進端周圍輕刮一遍，使軸頭能夠伸進去；②用兩手握軸用力旋轉進行對研，研磨后的瓦面上顯示的黑而亮的點代表接觸最緊，需要用力刮削，有些斑點的顏色較暗，表示略有接觸，這些點需要小力刮，沒有印上的地方不需要再刮削；③當軸達到中段或者超過中段時，刮削的力量不宜過大，尤其軸的進端處，雖然研磨后顯示一些斑點，但是這些點是“虛點”，不能刮削，否則會將軸承孔刮成錐度孔；④當軸全部引入軸承內時，刮削刀跡越勻越好。此時的刮削不是刮去所有的斑點，而是以削大為小、化整為零為主。把大的接觸點削開從而使點均勻為止；⑤細刮時，刮刀的刀跡淺而短，這樣刮出的接觸點成小圓形或小方形。刀跡不宜過長，用力不均勻使瓦面上有跳跡，降低使用壽命。最后使得十字頭銷和軸承內孔間隙約0.05 mm，軸能自由轉動但不松晃。軸與瓦間隙的計算公式為0.6D/1000+0.02～0.025 mm，其中D 為軸頸直徑。

（2）連桿大瓦的刮削。兩塊瓦的刮削和整體式軸瓦刮削方法在性質上有所不同。整體式軸瓦間隙比較固定，且要求不是特別高，兩塊瓦的間隙是由兩瓦之間補償磨損的銅墊片來調整，因而間隙調整比較容易。由于該半瓦的間隙已經調整好，使用0.05 mm的兩片銅片。該銅片出廠時就已經調整好了，在本次大修中勿需調整。但是新的軸瓦有夾邦現象，即將半瓦放在軸頸上轉動研磨，會發現瓦口的兩邊有兩條發亮的“線”。

雖然滑動軸承上瓦頂間隙已經調整好了，但在上瓦瓦口處還應作刮削，以便使上瓦頂間隙在整個圓弧面趨于均勻，避免因軸頸轉動有徑向跳動時，上瓦與軸頸局部接觸、使軸承過熱。同時，這樣還可以加大油楔角度，使滑動軸承能夠更好地存油。

2.3 更換填料組，安裝活塞環和活塞桿

填料是隔絕氣缸與曲軸箱的關鍵密封組件。填料密封的密封效果直接決定機組能否繼續運行，如果填料泄漏，則可燃氣會漏到曲軸箱內，成為重大的安全隱患。填料的拆裝必須注意方法以及順序，否則新安裝的填料極有可能漏氣。填料拆裝的要點有3 個。

（1）填料的拆卸。在拆掉活塞桿后，按照圖紙所示從填料壓蓋開始逐個拆卸填料。

（2）填料的安裝。填料必須先安裝好，然后才能安裝活塞桿。填料的安裝必須按照裝配圖按拆卸的逆序安裝。

中密度纖維板15 mm厚的每張約在50～90元之間;18 mm厚的每張則要在70～140元之間了。刨花板東北國營大廠生產的每張都要賣到130元以上，河南、河北和山西地方小廠生產的產品能賣到前者一半左右的價格就算不錯了。

（3）安裝活塞環、支承環和活塞桿。安裝難點在于，活塞桿的末端有螺紋，穿過填料時極有可能會刮壞填料。因此必須使用專用的工裝，單頭封閉的軸套套住活塞桿，然后從氣缸的遠端插入。這樣由于軸套的保護作用，保障了填料組的安裝質量。

2.4 氣閥更換

（1）氣閥的拆卸。氣閥拆卸需要使用廠家配套的專用工具。

（2）氣閥的安裝。一、二級的進排氣閥均有標記標明。安裝時只需要對照記號安裝。

2.5 活塞間隙的調整

活塞在上止點時，活塞頂面與氣缸蓋底平面之間的垂直距離稱為存氣間隙。通過間隙的調整來控制壓縮比，從而使活塞和氣缸工作在最佳工況。同時活塞的下止點的間隙也需要測量調整，以保障活塞不與機體碰撞。

（1）間隙測量。用壓鉛絲的方法來測量間隙，壓鉛絲時需要盤動電機的聯軸節使活塞在氣缸中來回運動，首先確定下止點的位置，確定好下止點位置后即上緊氣缸蓋，然后確定好上止點的位置。待鉛絲全部壓扁后便可以取出測量。

（2）間隙的調整。調整結果按照廠家建議值調整（表1）。通過拆松十字頭與活塞桿連接處的螺母后，旋進或者旋出活塞桿來調整。調整好間隙后緊固十字頭與活塞桿的固定螺母。

3 機組的找正

（1）聯軸節的裝配要點：①裝配前清理干凈軸和對輪內部配合孔；②安裝之前軸和軸孔涂抹干凈的機油；③使用膠錘將聯軸節裝配到位；④保證連接件可靠連接。

（2）對中要點：①對于精度要求不高的聯軸器可以使用直尺或者角尺找正；②精度要求較高的對中需要使用百分表或者激光對中儀，本次對中使用的是FIXTURE LASER 的激光對中儀；③將從動機作為基準軸；④先調整聯軸器軸向間隙（廠家要求2～8 mm），然后再調整徑向和端面偏差。一般先調整端面使兩對輪平行，然后調整徑向偏差，垂直方向和水平方向分步進行，使兩半聯軸節同心。

本次大修的檢修數據參照與實際值見表1。

表1 機組檢修值與參照標準 mm

4 結論

本次檢修整體的難度較大，主要集中在機組的軸承安裝、活塞間隙的調整和機組的對中找正方面。根據SKF 的研究，大約50%的有聯軸節的旋轉機械的故障是由于軸不對中引起的，因此對中對于機組穩定運行有重大影響。整個過程中最大的難點在于軸承的安裝，尤其是該機組連桿的滑動軸承需要刮削，刮削了整體式和剖分式滑動軸承，軸承的安裝質量直接決定了機組運行水平。本次大修整體取得了較好效果，大修后機組運轉水平恢復到了以前的最佳水平。