2D12-41.7/17型活塞式焦炉煤气压缩机无油化改造

我单位焦炉煤气变压吸附制氢装置生产的高纯氢气主要用于-冷轧、二冷轧板材的生产，高纯氢气能否正常供应直接影响冷轧的生产，并且高纯氢气的质量同样会严重影响冷轧板材产品的质量。

焦炉煤气变压吸附制氢装置包括煤气压缩工序、预处理工序、PSA变压吸附工序和氢气净化工序。其中焦炉煤气压缩机是煤气压缩工序的主要设备，承担着将焦炉煤气加压至工艺规定标准以及维持变压吸附制氢系统的工作压力的重任。

- 旦焦炉煤气压缩机发生任何故障而停车，都会导致整套焦炉煤气变压吸附制氢装置停产，整个工艺流程被迫中断，高纯氢气不能正常供应，将收稿 日期：2013-01-O842 l !会给冷轧生产造成重大经济损失。

1.1 问题的提出我单位焦炉煤气变压吸附制氢装置配套使用的2D12-41.7/17型活塞式焦炉煤气压缩机 (3#煤压机)，为有油润滑设计，与无油润滑相比，其优点为：有油润滑环境提高了易磨损部件的使用寿命；但也有非常明显的缺点：对润滑油的依赖性高，耗油量大。

焦炉煤气中含有焦油、粉尘等杂质，这些杂质在很大程度上影响破坏了活塞环的使用性能及使用寿命，故障频繁。由于 3#煤压机配备的活塞环都是铸铁材质，必须在足量润滑油的润滑下才能保证煤气压缩工作的进行，-旦润滑油供给量稍有不足，则在气缸壁以及杂质颗粒的摩擦下很快就会损坏。所以3#煤压机运行时润滑油消耗量惊人，平均每分钟需要向气缸注油 13 mL，折合每2013年03期(总第239期)誓ec技，bmca术l Tra改nform aaon lip年耗油约33桶，价值约 18万元。

为了降低煤压机故障率和油耗，从 2010年 10月开始，我们针对 3#煤压机 (2D12-41.7/17型活塞式焦炉煤气压缩机)存在的问题成立了攻关小组，提出了改进方案，经反复研究、讨论，确定了较成熟的具体方案，对 3#煤压机进行无油结构、少油润滑式改造。

1.2 改造方案的特点1.2.1 易磨损部件更换为自润滑性材质在活塞压缩机内部，活塞环及气密封环都是非常容易磨损的部件，而 2D12-41.7/17型焦炉煤气压缩机所配备的活塞环及气密封环都是铸铁材质，需要大量润滑油进行持续不断的润滑。-旦润滑油供给不足，就很容易发生活塞环磨损、活塞抱死、活塞杆磨损等故障。本方案将铸铁材质的活塞环、气密封环更换为自润滑性良好的聚四氟乙烯材质，解决润滑油需求量大和故障率高的问题。

1.2.2 活塞的改造经过专业精密计算，在相同的密封性能下，聚四氟乙烯活塞环的宽度比铸铁活塞环多 2 mm，因此，在更换活塞环材质后，必须对活塞原有多个环槽分别进行拓宽处理 (如图1所示)。

----] 几 r]n 厂 n r]n n-----L几-几 n.厂 n n n n(a)拓宽环槽前的活塞 (b)拓宽环槽后的活塞图 1 活塞改造前后对比1.2.3 减少注油点原供油系统为柱塞式注油器通过分布在气缸内壁上的注油孑L向气缸内部及填料函注油，其中- 级气缸分布有 4个注油点，二级气缸分布有 4个注油点，三级气缸分布有 2个注油点，-列二列填料函各分布有 1个注油点 (如图2所示)。为了采用无油结构、少油润滑的方式，我们保留了- 级气缸的2个注油点、二级气缸的2个注油点和三级气缸的2个注油点 (如图3所示)。

-2013年o3期(总第239期)图 2 改造前注油点分布图3 改造后注油点分布2 详细技术内容2.1 煤气压缩机的运行工况2D12-41.7/17型压缩机为三级两列对动式结构的活塞机，主要依靠活塞环的密封作用，通过活塞在气缸中的往复运动进行气体压缩。15 kPa的焦炉煤气 由管 网进入煤压机-级 ，加压至O.22 MPa，送至制氢装置预处理工序，经该工序净化后送至煤压机二级加压至0.8 MPa，再经过三级加压至 1.7 MPa，最后送入制氢装置变压吸附工序，以提取氢气。

2.2 煤压机故障频发的原因分析2D12-41.7/17型压缩机为有油润滑压缩机 ，通过-台柱塞式注油器通过分布在气缸内壁上的注油孔向气缸及填料函注油。-旦注油孔堵塞或流通不畅使注油量减少，就会导致活塞环、填料函润滑效果降低，进而发生磨损，产生故障，影响生产。此外，填料函磨损泄漏会引起煤气外泄，从而使压缩机排气量减少，降低工作效率，并