氢压机十字头与滑道间隙的测量方法及分析

2022-09-25

一、氢气压缩机的概述

兰州石化化肥厂苯胺车间有两台氢气压缩机 (J-601A/B) , 该设备属于石化公司重点机组;其主要作用是为流化床提供压力为0.36MPa的反应氢气, 以促进苯胺的合成反应。该氢气压缩机 (以下简称J-601A/B) 的主要性能参数 (1) 如下所示:

排气压力:0.36MPa排气温度:30℃电机功率:1000Kw

结构形式:固定水冷式对称平衡型, 四列一级往复活塞式

排气量:320m3/min外形尺寸:6200mm×3800mm×1300mm

二、氢气压缩机的结构

要全面了解J-601A/B的检修内容及检修问题的处理办法, 首先要熟悉氢气压缩机的结构组成以及各部分的作用;该机组是由电机驱动的四列卧缸组成的对称平衡式结构, 其活塞上有支撑环和活塞环等部分, 十字头滑履上有十字头销及小头瓦、十字头衬套等, 曲轴与连杆连接部分由大头瓦、大头瓦座组成, 曲轴的支撑部分由主轴瓦和主轴瓦座等部分组成。

三、十字头滑履与滑道的间隙测量

十字头滑履在滑道内的间隙是通过塞尺测量得到的, 在测量之前首先要对十字头滑履进行处理, 使得滑履与滑道的接触面积不得小于70%, 其次才能测量滑履与滑道的间隙。

1. 测量接触面积

十字头滑履与滑道的接触面积要求值为70% (3) , 该接触面积是通过在滑履表面涂红丹粉的方法测量得到的。若没有达到要求的面积, 则要利用刮刀对滑履表面凸出的部分进行刮研处理。重复刮研处理, 直至接触面积达到要求值为止。

2. 测量间隙以及数据处理

测量十字头滑履与滑道之间的间隙时要注意记录同一滑履在滑道两端的2组间隙数据, 通常我们测量滑履在气缸侧以及曲轴侧的间隙值 (如下图所示) 。由于十字头重力的作用其与下滑道之间无间隙, 我们通常所说的十字头滑履与滑道之间的间隙主要指其与上滑道之间的间隙, 该间隙的标准值为0.21-0.356mm (4) 。每一侧需要测量4个点, 分别为滑履4个角与上滑板之间的间隙值 (图中1、2、3、4点) 。根据滑履同一角在不同侧的两组数据的对比, 我们判断十字头滑履在滑道内的倾斜情况, 根据滑履的位置情况采取不同的处理方法。

若4个点的间隙值1≈2≈3≈4>0.356mm, 造成这一情况的主要原因一般有两种:

(1) 为了确保滑履与滑道接触面积刮研量过多, 使得滑履的实际外径偏少;

(2) 因长期使用造成滑道磨损严重, 滑道的实际内径偏大。

无论是以上哪种原因造成滑履与滑道间的间隙值偏大, 处理的方法均是在滑履上增加垫片以调整滑履的实际外径, 使得其与滑道的配合间隙达到要求值。

这样的处理方法是日常检修中最常用最基础的方法。然而特殊情况下, 十字头滑履与滑道之间也会出现以下的位置关系, 这样的问题则需要多重考虑。

若1≈2>3≈4, 则说明十字头滑履在滑道内呈倾斜状态, 造成这一情况的主要原因一般有以下三种情况:

(1) 十字头滑板上部分区域有凸出的点或面, 利用刮研的方法对凸出部分进行处理确保4个角接触点间隙值一致;

(2) 检查大头瓦背与瓦座之间是否存在凸出异物, 若有异物夹在大头瓦与瓦座之间造成大头瓦安装倾斜, 会引起连杆及十字头出现严重的偏差;

(3) 任意选取多点测量大头瓦的厚度, 确保其厚度一致, 防止备件出厂加工不合格;一旦大头瓦出现薄厚不一, 则需要对瓦面进行刮研处理;

若1≈3>2≈4或者1≈3<2≈4, 则说明十字头滑履“前倾”或“后仰”, 这在安装时是坚决不允许的, 一旦十字头上滑板与上滑道之间的间隙为0mm (即1≈3≈0或者2≈4≈0) , 那么在运行起来之后上滑板会与上滑道之间摩擦剧烈, 很短的时间内十字头上滑板会磨损严重;造成这一情况的主要原因有以下三个方面:

(1) 支撑环磨损严重:支撑环因磨损严重造成其达不到支撑活塞的目的, 从而使得活塞因重力向下“搭头”, 通过活塞杆传递给十字头, 造成其上滑板与滑道几乎无间隙;

(2) 气缸内壁被拉伤:活塞在检修前期的运行过程中, 因各种原因可能会使得支撑环磨损较多, 严重时会使得支撑环失去支撑作用, 从而导致活塞直接与气缸底部接触磨损, 如此会造成气缸内壁被拉伤, 回装时活塞搭头, 造成十字头上滑板与上滑道直接接触;

(3) “缸抬头”:顾名思义, 这种情况下是气缸外侧较高, 活塞向内止点行程移动时呈下滑趋势;往复式压缩机在安装气缸时是允许气缸存在微量“抬头”趋势的, 如果在实际检修过程中产生这样的情况, 则需要对活塞内止点处的气缸端面进行研磨, 促使气缸外端面下降进而达到气缸“低头”的作用;

总结

往复式压缩机是化工炼油企业使用最为广泛的设备之一, 通过对氢气压缩机十字头与滑道间隙的测量及分析, 能够熟练掌握往复式压缩机在该技术点上的各种问题, 在今后的检修工作中, 特别是活塞式压缩机的检修, 可以利用这一技术点解决更多的现场实际问题。

摘要：兰州石化苯胺车间的氢气压缩机属于往复式压缩机, 由四列并列的卧缸组成。该氢气压缩机在2013年7月份进行了计划性解体大修, 主要检修内容根据大修内容进行。在解体后的回装过程中测量十字头滑履与滑道之间的间隙并进行分析, 是整个检修的关键部分, 测量后的数据处理是影响压缩机的检修质量以及能否成功开车的关键环节。

关键词：氢气,往复式,十字头滑履,滑道,间隙