公司有加氢脱硫系统,使用两台国产的隔膜压缩机用于给氢气加压。结构如下图,其实原理还是挺简单的,就是用活塞推动油,用油来挤压三层膜片,膜片来挤压氢气,和普通往复式压缩机比较,不同的地方就是活塞和输送介质之间多了膜片和油。

压缩机原理

  隔膜压缩机旋转轴末端安装了一个由凸轮带动的往复式小补油泵,每当活塞往回抽的时候,膜片内凹,补油泵往活塞和膜片组成的油腔中补油。每当活塞往外推的时候,膜片外凸,当油腔被挤压达到一定压力,泄油阀将补进来的多余的油一次排掉。转一圈,补一次油,排一次油,输送一次氢气,循环往复。具体的运转原理动画,网上也很容易找到。

  这里我想说的是,我们在某次停车开车过程中,发现该隔膜压缩机不打压了。于是我们开始检查小补油泵,检查膜片,单向阀,检查泄油阀。最后一通检查下来,发现哪儿也没有问题。最后来回折腾排了几次排油排气后恢复正常。

  这个隔膜压缩机的排油排气问题,还真需要理解一下。我们先来看看操作手册中是怎么说的:

给油缸加油

为了满足隔膜压缩机的正常工作要求,油缸活塞与膜片之间的油腔必须充满油液,不得残留气体。因为气体具有可压缩性,在压缩机运转时,残留的气体会使膜片的工作行程减小,降低压缩机的排气量。

  油缸的加油方法如下:

  1. 盘动皮带轮,使油缸活塞移至外止点(活塞距离曲轴中心最远的位置叫外止点),可由中体检查孔观察;
  2. 打开泄油阀的阀门(操纵手柄与轴线垂直);
  3. 打开油腔缸体下面与供油系统连通的供油阀门;
  4. 调整两位三通阀,使齿轮泵的吸油口与箱体吸油管路连通;调整两位三通阀,使供油管路与过滤器出口管路连通。启动供油系统电机正转,当油充满油腔时大皮带轮略有转动或从泄油阀溢出油;
  5. 关闭泄油阀;
  6. 关闭油腔缸体下面与供油系统连通的阀门。

排出多余的油

由于压缩机在运转时,膜片应随着油缸活塞运动到内止点位置而产生靠近内止点方向的变形,而现在膜片却处于无变形的平衡状态,膜片与缸体组成的油腔中存有相当于气缸容积之半的多余油液,这部分油液应在压缩机启动前排出油腔,否则压缩机不能正常启动。

  排油的方法如下:

  1. 打开泄油阀,盘动皮带轮使活塞向外止点运动,待活塞到达外止点而未离开外止点位置时,及时关闭泄油阀。
  2. 检查曲轴箱油量重新检查曲轴箱的油面,如油面低于油标上的下刻度线,则应补充加油。

  我在网上找了一些资料,也是这么写的,但这个操作说明是有问题的。我们思考一下:

  首先,将活塞盘车到外止点的时候,往油腔加油,这个时候,膜片如果处于平整未变形状态,油腔内的油应该是加少了,而不是加多了。

  第二,如果活塞盘车到外止点灌油,活塞自身的重力,以及灌注油的时候油的压力会将活塞往下顶,盘车的人根本无法稳住活塞保持在外止点位置。

  不知道有多少人被这个网上的错误操作说明整糊涂了。

  其实我的理解, 灌油的时候,活塞保持的位置,应该是最下端的内止点。 此时,灌注油才会存在因膜片没有向内止点方向的变形而使油腔中加入的油多了的情况。

  而排出多余的油的时候,操作说明也有问题,操作说明是这样描述的:

  “打开泄油阀,盘动皮带轮使活塞向外止点运动,待活塞到达外止点而未离开外止点位置时,及时关闭泄油阀。”

  要知道,机组正常运行的时候,当活塞在外止点时,膜片是处于外凸变形位置的,而当我们一边盘车,一边排油的时候,如何保证膜片外凸变形?如果盘车慢了,或者排油阀关慢了,膜片恢复为未变形平整状态,油就排多了,而不是我们需要的排油量。

灌油排油的真正要点

  其实,要理解隔膜压缩机的灌油和排油,我们记住一个要点就好理解了,就是:

  无论活塞在哪个位置,油腔中的油量是恒定的。

  • 活塞在外止点,膜片外凸;
  • 活塞在内止点,膜片内凹;
  • 活塞在中间,膜片平整;

  所以,对工艺现场灌油排油,盘车使活塞运动到最下端内止点处,油灌满,关灌油阀门,然后把工艺介质入口阀门打开,借助工艺压力将膜片往内止点压,把泄油阀打开,把多余的油压出来后关闭泄油阀就可以了。


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