往復(fù)式壓縮機(jī)潤滑油性能要求
2023-02-09一、往復(fù)壓縮機(jī)潤滑特點(diǎn)
與壓縮氣體直接接觸部分的外部潤滑與冷卻，內(nèi)部潤滑主要指汽缸內(nèi)部的潤滑、密封與防銹。內(nèi)部潤滑完成使命后與壓縮氣體一起被排出。潤滑油經(jīng)排氣閥，一部分經(jīng)分離后排出，沒被分離則進(jìn)入儲氣缸和管路，所以內(nèi)部潤滑屬全損耗式潤滑。
內(nèi)部潤滑大致有三種方式：
（1）壓力注油潤滑。該方式是用注油器將潤滑油以一定速度注入氣缸潤滑點(diǎn)上。小容量壓縮機(jī)注油器以曲軸驅(qū)動，而大容量壓縮機(jī)，注油器往往單獨(dú)電機(jī)驅(qū)動。
調(diào)節(jié)加壓注油時(shí)，須按設(shè)計(jì)機(jī)供油量再加大75%，以克服氣缸的反壓力。壓力注油Z大優(yōu)點(diǎn)總是能以Z少的油量達(dá)到各摩擦表面Z合理的潤滑，被廣泛應(yīng)用于有十字頭式壓縮機(jī)和其它大容量高壓壓縮機(jī)外部潤滑。
（2）飛濺潤滑。大多用于無十字頭小型通用壓縮機(jī)。
（3）吸油潤滑。這是一種在壓縮機(jī)進(jìn)氣中吸入少量潤滑油的潤滑方法，常用于無法采用飛濺潤滑無十字頭式壓縮機(jī)。
往復(fù)壓縮機(jī)運(yùn)動機(jī)構(gòu)主要是壓力潤滑，其特點(diǎn)是油量充足，潤滑充分，并能有效地帶走摩擦屑，對主軸承連桿大小端軸承進(jìn)行強(qiáng)制潤滑，在各壓縮機(jī)上廣為利用。
1. 適當(dāng)?shù)恼扯?/p>
為保證良好的潤滑和壓縮氣體的密封，潤滑油必需要有一定的粘度，而且壓縮機(jī)的粘度在高壓下會增大的。例如：1MPa粘度為20mm²/s油在10MPa時(shí)會增加到40mm²/s，粘度過大，不但浪費(fèi)功率，而且表面油膜恢復(fù)速度慢，增加磨損，也容易造成油泥和積炭。粘度小，易使氣缸活塞間形不成可靠油膜，造成漏氣，所以選擇時(shí)要考慮排氣壓力、終壓溫度壓縮機(jī)的級數(shù)等因素。
往復(fù)式壓縮機(jī)外部潤滑系統(tǒng)用油一般采用32～100的汽輪機(jī)潤滑油。
2. 良好的熱氧化安定性
保證在運(yùn)行中少生成油泥和高溫下（220℃以上）不易產(chǎn)生積炭。在高溫下氧化速度快，溫度每升高8～10℃氧化速度增加1～2倍，良好熱氧化安定性是防止油品被氧化而生成積炭所必需的性能。
歐洲壓縮機(jī)制造者規(guī)定VG32-68，POT值Z大2.0或2.5，100～150Z大值為3.0（POT抗氧化性能試驗(yàn)：使油在200℃有氧化鐵催化下，以15L/hm的速度通入空氣氧化24小時(shí)的康式殘?zhí)恐翟黾又?）。
3. 抗積炭性
抗積炭性影響壓縮機(jī)潤滑油在使用中產(chǎn)生積炭多少的重要指標(biāo)，必須使用積炭小的油品。過多的積炭不但會引起排氣閥和排氣管處結(jié)膠和堵塞，還會使排氣閥處積炭而漏氣，致使排出氣體倒回缸內(nèi)，重復(fù)壓縮，使溫度迅速升高，高溫又加劇氧化。
當(dāng)溫度升到油的自燃點(diǎn)時(shí)，積存在積炭中的潤滑油開始燃燒，生成碳?xì)浠衔锖陀坞x炭，當(dāng)和高溫高壓油及空氣混合到爆炸界限，即爆炸。
一般碳?xì)浠衔镌诳諝庵械谋ń缦逓椋篊H4 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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，排氣溫度超過170℃空壓機(jī)有一半發(fā)生了爆炸，因而各國都規(guī)定排氣溫度不得超過150℃。
歐洲規(guī)定為130～140℃，可見控制溫度之重要。另外進(jìn)氣減少10%，則溫度上升20℃，因而嚴(yán)格控制進(jìn)氣，吸入空氣溫度不應(yīng)超40℃，吸氣口不應(yīng)在室內(nèi)，防止空濾堵塞，保持冷卻槽出水，溫度差不超過10℃，即使在夏季冷卻槽出口水溫也不得超過50℃。定期清除積炭，一般600h清掃排氣閥，4000h換新氣閥。
盡量用環(huán)烷基油或合成油以減少積炭，加入抗氧化、防腐、抗摩添加劑，但不允許加降凝劑或粘度指數(shù)改進(jìn)劑（防止熱氧化分解而結(jié)焦積炭）。另外，氣缸供油量不能過大，根據(jù)不同資料大致是：
臥式壓縮機(jī)一般每400m2摩擦面供油1g
立式壓縮機(jī)一般每500m2摩擦面供油1g
還有提到Z大供油量不得超過50g/m3，另外，還可以用下面公式計(jì)算：
Q=120πKDLN
式中：Q=潤滑油量（g/h）；D=氣缸直徑（m）；L=氣缸行程（m）；N=曲軸轉(zhuǎn)速（r/min）；
K=單位潤滑表面積的耗油量（g/m²），對臥式氣缸可取K=0.025g/m²，對立式氣缸可取K=0.02g/m²
4. 閃點(diǎn)要高
閃點(diǎn)是壓縮機(jī)的安全性指標(biāo)。因?yàn)閴嚎s空氣的溫度有可能超過油品閃點(diǎn)，壓縮潤滑油閃點(diǎn)應(yīng)高于排氣溫度30～40℃，閃點(diǎn)和燃點(diǎn)不同，閃點(diǎn)在高壓空氣下是上升的。
例如：常壓下閃點(diǎn)為216℃的油，在0.8MPa（8個(gè)大氣壓）下則為243℃。而大?分壓縮機(jī)排氣溫度達(dá)不到243℃，使用高閃點(diǎn)油，并不完全解決爆炸問題，爆炸取決于油在過熱的積炭火點(diǎn)上發(fā)生分解，產(chǎn)生膠質(zhì)碳?xì)浠衔?，閃點(diǎn)過高粘度很大的油，反而容易產(chǎn)生積炭，還會增加摩擦阻力，浪費(fèi)動力。實(shí)踐證明，閃點(diǎn)隨壓力提高而提高，這就等于處于壓力狀態(tài)的潤滑油增加了安全系數(shù)。
5. 燃點(diǎn)也是壓縮潤滑油安全指標(biāo)
壓縮機(jī)著火爆炸的主要原因是積炭受熱分解達(dá)到自燃點(diǎn)而引起的。32號汽輪機(jī)油常壓燃點(diǎn)為360℃的，當(dāng)空氣壓力增到1MPa時(shí)，燃點(diǎn)下降到250℃，當(dāng)壓力增加到10MPa時(shí)燃點(diǎn)下降到200℃。
氫氮壓縮機(jī)，特別是無油氫氮壓縮機(jī)主要供化學(xué)工業(yè)氨合成用，是合成氨廠心臟設(shè)備，使用時(shí)應(yīng)注意所壓縮氣體含有一氧化碳對人有強(qiáng)烈毒性，當(dāng)氫氣與空氣混合到一定濃度時(shí)有爆炸危險(xiǎn)。為安全計(jì)，無油潤滑氮?dú)錃鈮嚎s機(jī)排氣溫度一般限制在160℃以下，氫氮壓縮機(jī)所用潤滑油對氧化安定性無特殊要求，但油要低硫。
二、往復(fù)式壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
靠氣缸中作往復(fù)運(yùn)動，改變工作容積，使氣體被壓縮，提高氣體壓力，這類壓縮機(jī)為往復(fù)式壓縮機(jī)。
往復(fù)式壓縮機(jī)通常形式有活塞式和膜片式，它們分別通過活塞式膜片在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動，借助進(jìn)排氣閥自動開閉，進(jìn)行氣體的吸入，壓縮和排出，其特點(diǎn)是壓力廣泛，工業(yè)應(yīng)用上Z高壓力達(dá)350MPa（3500kgf/cm²）。
氣體壓力有脈沖，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有振動，其中活塞式壓縮機(jī)是應(yīng)用Z廣泛一種。往復(fù)壓縮機(jī)按壓縮過程分為單級和多級；按氣缸排列相對位置又分為立式、臥式、角式、對置平衡式。
膜片壓縮機(jī)是曲柄連桿機(jī)構(gòu)通過液體驅(qū)動膜片工作，由于膜腔氣密性好，壓縮介質(zhì)凈度很高。因此常用于珍貴稀有氣體壓縮，以及輸送不許泄漏，易燃，強(qiáng)腐蝕性，放射性和劇毒介質(zhì)。膜片式壓縮機(jī)輸氣量很小，每小時(shí)為520m3，多用于科研及生產(chǎn)特殊用途 。膜片壓縮機(jī)的氣缸不需要潤滑，只需潤滑由柄連桿和液壓缸。
(來源：化工設(shè)備與機(jī)械)
