1、前言

　　随着城市煤气事业的发展，城市中管道煤气的用量比例在不断增加，活塞式煤气压缩机是城市煤气输配的主要设备之一，它的用量随之增多。而在实际应用中，由于煤气质量、维护保养、检修等不符合设计要求或跟不上，又常常造成煤气压缩机效率不高，不仅不能充分利用，而且还直接影响了管网压力。因此对燃气行业来说，如何保持煤气压缩机工作效率，成为当务之急。本人针对D-80/1型煤气压缩机的工作原理及其运行中效率降低的原因探讨以提高煤气压缩机工作效率的途径和主要措施。

　　2、活塞式压缩机工作原理及其效率降低的原因分析

　　2.1在活塞式压缩机中，压缩煤气是依靠活塞在汽缸内做往复运动的活塞来实现的。原理如图：

　　当活塞向右移动时，气缸中活塞左端的压力略低于低压燃气管道内的压力下时，吸气阀门被打开，燃气在P1的作用下进入气缸内，这个过程称为吸气过程；当活塞返行时，吸入的燃气在气缸内被活塞压缩，这个过程称为压缩过程；当气缸内燃气压力被压缩到略高于高压燃气管道内压力P2后，排气阀即被打开，被压缩的燃气排入高压燃气管道内，这个过程称为排气过程。至此，压缩机完成了一个工作循环。

　　2.2效率降低的原因及分析

　　当压缩机完成一个工作循环，假定气缸没有余隙容积，没有吸、排气阻力及没有热量交换。压缩机的工作效率，将为百分之百，也就是说有多少煤气被吸入，就会有多少被排入管网，即为理论压缩运行。但事实不同，在这里理论上影响不加论述(各种相关书中都有)，只从实际运行中加以分析。根据煤气压缩机在实际运行中发现，它在运转中性能的变化，在很大程度上决定于正确的技术管理与合理的维护检修，实际运行中，特别是煤气质量。为了做到经济运行，安全可靠的运转，必须制定出技术管理办法和定期维修制度，并切实得到执行。特别要加强煤气的净化处理，来保证压缩机各相关部位的运行环境，使运行效率始终保持在一个高的状态下进行。下面结合实际工作中情况进行分析。

　　2.2.1压缩机的不正常漏气

　　煤气的泄露主要发生在压缩机内，有相对运动的构件接合部位上，例如：汽缸和活塞环，活塞杆和填料环。由于相对运动的存在，有时因磨损过度，有时因磨损不均，都将使接合部出现很小的缝隙，被压缩的煤气将由于压力高而自此外泄，造成汽缸内煤气压力不能保证正常要求，使得应该在一定压力下打开的排气阀由于压力低而不能按时打开，严重影响了压送煤气效率。这种情况的形成原因大都因没有一个正确的保养维修计划，也就是没有按照三级保养制度进行日常保养。实际中，煤气质量对此影响也很大。由于煤气中杂质很多，而吸排频繁对其中接触面产生极大摩擦，直至影响吸排气阀的漏气及排气。

　　2.2.2阀片和阀座的结合面磨损或粘附油垢，致使阀关闭不严

　　这种原因的形成决定于煤气质量和阀片、阀座、限制器的质量，煤气不干净，含有焦油、灰尘等物。它们的存在不仅磨损阀片、阀座，而且焦油的大量存在，首先，会粘住阀片、阀座，使本应打开的阀片不能及时打开；其次，焦渣的存在还会造成吸排气阀关闭不严，煤气不能按照要求进出气缸，吸气时把高压煤气吸入气缸，排气时又把气缸内煤气部分排入吸气管路，直接影响压气量。

　　2.2.3弹簧对效率的影响

　　此影响大致分为两个方面：其一、弹簧弹力过大的弹簧。这种弹簧使阀提前关闭，而至后打开，这样造成吸气量与排气量都少，不仅降低了压缩机的整体效率，而且降低了接近吸气终点时汽缸内的压力，增大了管道同汽缸内的压力差，进而降低了管网压力，影响了供气质量。其二，弹簧疲劳断裂，使阀片的升程范围直接成为缸内煤气与外界管道相连，造成煤气压力升高困难。这两种情况的存在影响压缩机效率特别明显，如管理不善将直接影响供气效率，此时可能使压缩机效率为原来的40%(实际运行效果分析)。

　　2.2.4冷却系统对效率的影响

　　我们知道，煤气压缩机在运行中由于活塞与汽缸的摩擦产生热量，同时由于活塞压缩煤气产生压缩热量使汽缸壁、活塞等温度升高，温度升高对压缩煤气的效率功耗、润滑油将产生很大影响。由于热量的存在，当压缩机吸入温度较低的煤气时相对冷的煤气必然吸收周围的汽缸壁热量随之而膨胀。气体膨胀，必然占有一部分汽缸容积，也就是说每次吸入气缸内的煤气的量要少于正常冷却条件下的量，正常运行条件下煤气压缩机夏天要比冬天效率高就是这个原因。

　　2.2.5润滑系统对效率的影响

　　众所周知，润滑油有下面四个方面作用：①减轻滑动部位的磨损，延长零件寿命；②减少摩擦功耗；③冷却作用，可导走摩擦热，使零件的工作温度不过高，从而保证滑动部分必要的运转间隙，防止接触面被烧伤；④密封汽缸的工作容积以提高活塞和填料箱的密封性。根据润滑油的这些作用，结合实际管理中的经验，我们发现润滑油的这些作用都直接或见接的与压缩机的效率有关，同时了解到它的质量对润滑作用起主要影响，也就是间接影响煤气压缩机的效率，运行中温度影响油质比较严重。众所周知，高温是煤气压缩机的一大特点。在高温下润滑油的黏度将会急剧下降，而且氧化速度显著加快，同时产生溶解于油的液态氧化物和不溶于油的氧化物溶渣。空气温度愈高，氧化过程则愈快。固体物的存在，导致相对运行部件的磨损，造成被压缩煤气泄漏。

　　2.2.6压缩机气缸余隙容积对气缸的影响

　　汽缸余隙存在的意义：①活塞运动时，由于摩擦和压缩煤气产生的热量，使活塞受热膨胀，产生轴向的伸长，为避免活塞与汽缸端面发生碰撞事故及活塞与汽缸壁卡死，需要余隙容积的存在。②有了余隙容积中煤气的膨胀作用，能使吸气阀开启时比较平稳。③制造精度及零部件调整与设计总是有偏差的，运动部件在运动时可能出现松动，使结合间隙增大，部件总尺寸增长。另外，由气阀至汽缸通道形成的余隙容积主要由于气阀的布置难以避免，但余隙容积的存在，对排气量是不利的。

　　3、提高压缩机效率的途径和主要措施

　　3.1减少相对运动部件之间的漏气

　　据此情况，对于煤气压缩机还应按照自身规律进行小、中、大修内容进行，即到期必修，绝不能表面上看到正常，就可以任其运行。只有保养维修跟上了，才能保证压缩机不致因此降低效率。②阀片和阀座的结合面磨损或因黏附油垢或焦渣致使其关闭不严，这种原因的形成决定于煤气质量、阀片、阀座。要解决这种情况，首先应提高煤气质量，尽量减少煤气中杂质含量，保证进入压缩机的煤气干净、无水，保证阀片、阀座、生成限制器在设计环境中运行。同时也不至于使阀片与阀座之间存有油垢或焦渣而造成其关闭不严，这样也就避免了活塞运行时把压出的煤气重新吸到汽缸内，而压气时把汽缸内的煤气通过吸气阀压入吸气膛内，直接影响压气量。克服这种情况必须结合实际煤气质量，以实际运行时间为基准，根据运行经验，制定出吸排气阀检修、清洗计划，及时更换出现磨损阀片、阀座，清洗存在的油垢、焦渣的吸排气总成，保证煤气按规定方面运动。

　　3.2选择合适的弹簧，保证压缩机排气压力

　　实际工作中，除根据实际记录以外，大都根据手摸吸气阀外壳方式判断是否漏气。这种方法可取，但一定要有详细的检修计划及运行记录，因为排气阀是否存在问题凭此法是不能得到结果的。为节约电能，降低成本，要结合煤气质量，根据实际经验严格管理吸排气阀，同时一定要严把配件质量，否则将造成很大损失。我公司购进一批弹簧，表面上看不出有何不同，可使用后明显感到弹力过大。因为，它不仅造成压缩机效率明显降低，而且使压缩机启动电流也明显增高，给设备管理带来很大的不便。所以弹簧的选择一定要合乎压缩机的要求。

　　3.3解决冷却系统对压缩机效率影响的措施

　　针对这一情况，结合徐州煤气公司的实际情况，我们在日常管理中做了以下三方面的工作：①尽量降低冷却水温度。②定期用酸或干萘清洗水套、冷却器的冷却芯及油冷芯，铲除其水垢。③严格控制水质，必须使其进行净化处理。通过这些分析，我们认为温度对压缩机效率的影响存在这样几个方面:要想降低煤气遇热膨胀的影响，进而达到提高效率，就必须对其缸体进行冷却。我们用的D-80/1型煤气压缩机冷却系统由三部分组成：汽缸冷却系统，润滑油冷却系统，被压缩后煤气冷却系统。实际运行中，我们公司采用800m3大水池冷却水冷却。可由于大水池西南紧邻焦化厂，北临徐商公路，空气中杂质含量远超过国家标准，造成水中机械杂质明显严重超标(25mg/m3)，加上徐州地区地壳以石灰岩为主，这对水质影响很大，造成水中杂质硬度严重超标。水池中的水严重影响水冷系统。根据刚成立储配站时压缩机运行记录，当其运行6000小时时，汽缸水套基本被堵死（一种水垢附着在壁上，一种软的泥土类东西沉积在钢套内）5000小时达70%以上。这种情况严重影响压缩机内热量的散失，造成压缩机效率大大降低，同时也造成了整个机体温度升高，润滑油发生氧化，对整个机子造成严重影响。因此，我们加强了水质管理，使冷却水必须清洁无杂质，凡脏圬或带酸性的水不能用，因为脏水易沉淀，使水套和冷却芯子结垢，造成缸壁和管子传热性能减弱，降低了冷却效果。冷却设备若结了水垢，其危害性很大，它缩小了冷却水的流通面积，妨碍热的交换，增高气温，降低了设备的冷却效能，对煤气压缩机安全、经济运行有很大的影响。酸性水对金属表面有腐蚀作用，尤其对冷却芯子(因其管壁薄)的腐蚀造成漏水难以修复。实际运行中，我公司的七台压缩机的油冷芯，全部被腐蚀坏，造成经济损失三万多元(二年内)。综上所述，为了提高冷却效果，必须在加强冷却器管理的基础上，认真对待水质问题，保证冷却水水质为国家规定冷却水标准内。

　　3.4解决润滑系统对压缩机效率影响的措施

　　煤气压缩机用的润滑油必须具有：①在高温条件下应有足够的黏度，以便保持一定的油膜强度，以便对各密封间隙能保持一定的密封能力；②润滑油应有一定高的闪点润滑油；③要有良好的化学稳定性，较好的氧化安全性，以降低高温下氧化的速度，并使胶质和积炭减少到最低限度。此外润滑油还应按规定牌号选用合格的润滑油，切勿用质量低劣的油，用油量要合理，不可过量。否则，既浪费又增加产生爆炸的条件。要定期清洗油池、油管、油过滤器及注油器等，保证油路畅通，油压油温应符合规定，并定期检查油质，及时更换润滑油。只有保证这些条件，才能起到对压缩机正常有效的润滑，才能使煤气压缩机正常发挥其效率。

　　3.5调整余隙容积，保证压缩机效率

　　在保证余隙容积的前提下，尽量降低余隙容积，每次检修后均应进行检查和调整，保证煤气畅通从而提高整个压缩机效率。

　　4、结语

　　煤气压缩机的工作效率受煤气质量、保养检修等冷却、润滑诸多因素的影响，我这里只是实际工作中的总结。要保持压缩机始终有一个高效的工作状态，我们还必须认真总结加强管理，希望同行们能给出更好的管理方法。