www.khodaumo.com

Máy nén pittông đa năng, tác động kép (Hình 1), đa lớp, đa tầng được sử dụng để tạo ra không khí nhà máy áp suất thấp, di chuyển khí tự nhiên trong ngành sản xuất khí đốt tự nhiên, cung cấp khí áp suất cao để khoan giếng dầu, và cho nhiều loại khác nhau các ứng dụng trong sản xuất hoặc xử lý hóa học đòi hỏi không khí trung bình đến cao áp.

Bởi vì máy nén trục vít chuyển tích cực (Hình 2) là phổ biến nhất đối với các yêu cầu không khí của nhà máy công nghiệp, bài viết này tập trung vào các ứng dụng đường ống dẫn khí.

Tuy nhiên, nhiều vấn đề liên quan đến bôi trơn máy nén pittông cho ứng dụng đường ống cũng liên quan đến việc bôi trơn hiệu quả các máy móc cho dịch vụ tại nhà máy.

Các ứng dụng truyền khí thường được cung cấp bởi động cơ pittông chạy bằng khí tự nhiên. Những máy nén này có thể được đặt ở hiện trường tại một trạm từ xa hoặc ở đầu vào của một nhà máy khí nơi mà nguyên liệu thô, ướt (chứa các giọt nước hoặc hydrocarbon) và có thể là khí tự nhiên (có chứa hydro sunfua, H 2 S) được nén.

Hình 1. Dịch vụ áp suất cao, thép rèn, Cyclinder tác động kép
Hộp đóng gói được làm mát bằng nước. Việc đóng gói có thể được làm mát bằng dầu hoặc nước bằng hệ thống tuần hoàn cưỡng bức để tản nhiệt tối đa, tùy thuộc vào áp suất vận hành. Buộc các bu lông chạy vuông góc với đế xylanh ứng suất trước ứng suất cao, giảm ứng suất kéo cực đại gây ra bởi áp suất khí.
(Nguồn: Dresser-Rand, Painted Post, NY)

Chúng cũng có thể được đặt ở đầu hạ lưu của một nhà máy khí nơi khí đốt sạch và khô hoàn toàn và được chuyển vào hệ thống đường ống. Ngoài ra, máy nén pittông được sử dụng để bơm khí áp suất cao vào các bể chứa hạ cấp để tăng cường thu hồi dầu thô. Máy nén ly tâm (không được thảo luận ở đây) thường được sử dụng trên các hệ thống đường ống khí đốt tự nhiên để di chuyển khối lượng lớn khí ở áp suất thấp hơn.

Bôi trơn máy nén dầu tương đối đơn giản. Bôi trơn crankcase thường sử dụng một hệ thống dầu hoàn toàn tách biệt với xi lanh máy nén và hệ thống bôi trơn đóng gói que. Dầu động cơ khí tự nhiên thường được sử dụng bởi vì nó có sẵn nếu ổ đĩa, cung cấp năng lượng cho máy nén, là động cơ khí tự nhiên.

Một động cơ diesel cũng có thể được sử dụng. Sự khác biệt giữa dầu động cơ khí tự nhiên và dầu động cơ diesel chủ yếu là ở lượng phụ gia chống mài mòn và lượng và loại phụ gia tẩy rửa được sử dụng. Cũng có thể sử dụng dầu chống gỉ và oxy hóa (R & O) hoặc dầu chống mài mòn (chứa kẽm). Độ nhớt của dầu được sử dụng trong trục khuỷu máy nén thường là loại SAE 30 (ISO 100) hoặc SAE 40 (ISO 150).



Hình 2. Cặp cánh quạt từ máy nén khí trục vít
(Nguồn: Aerzen USA, Coatesville, PA)

Các xi lanh máy nén và dầu đóng gói áp lực là trọng tâm chính của phần này. Dầu cần thiết trong các đơn vị này được bơm vào các xylanh, bao bì và, trong một số trường hợp, vào dòng khí đi vào của các van hút.

Bảng 1: Biến thể lựa chọn sản phẩm

Hệ thống bôi trơn
Hai loại chính của hệ thống bơm nạp dầu có sẵn cho các xi lanh và đóng gói. Hệ thống bơm đến điểm có nhiều máy bơm dịch chuyển tích cực bơm dầu từ một bể chứa nhỏ. Mỗi bơm cấp dầu đến một điểm bôi trơn trên máy nén.
Hệ thống khối phân phối sử dụng một hoặc hai máy bơm lớn hơn để ép dầu thông qua các van có kích thước và tuần tự phân phối dầu đến các điểm bôi trơn khác nhau. Hệ thống khối phân phối phải được thiết kế riêng cho một máy nén nhất định. Sau khi cài đặt, chỉ có thể dễ dàng điều chỉnh lưu lượng tổng thể qua toàn bộ hệ thống bởi các nhân viên vận hành và bảo trì tại chỗ. Đây là một ứng dụng một lần trong đó dầu không được phục hồi hoặc tuần hoàn.

Thành phần bôi trơn
Việc bôi trơn các xi lanh và bao bì khi nén khí bán khô hoặc khí đường ống thường được thực hiện bằng dầu động cơ khí tự nhiên (NGEO) có độ nhớt của loại SAE 40 (hoặc SAE 30 nặng), như được sử dụng trong thùng. Đối với áp suất dưới 1.000 psi (7.500 kPa) thì điều này là đủ. Ở áp suất lớn hơn 1.200 psi (8.273 kPa), cần có độ nhớt cao hơn và thường sử dụng dầu xi lanh đặc biệt, như được mô tả dưới đây.

Nếu khí được nén là khí tự nhiên ướt hoặc chua hoặc khí dung môi (propan và CO 2 ), nên sử dụng dầu xi lanh đặc biệt. Nếu nghi ngờ về thành phần của khí, tốt nhất là giả định rằng nó ướt và sử dụng một trong các loại dầu xi lanh đặc biệt có sẵn.

Hầu hết các loại dầu xi lanh máy nén được pha chế với dầu gốc khoáng và một chất phụ gia tổng hợp hoặc thành phần để ngăn dầu bị rửa trôi khỏi thành xi lanh do tác động giống như dung môi của khí. Các sản phẩm công nghệ cũ là các loại dầu hỗn hợp bao gồm các chất phụ gia béo động vật và / hoặc thực vật như mỡ động vật, mỡ lợn hoặc dầu thầu dầu. Những công nghệ cũ này dễ bị hình thành cặn trong bể và dòng chảy của hệ thống bôi trơn, đặc biệt nếu được lưu trữ trong một thời gian dài và / hoặc tiếp xúc với nhiệt độ lạnh.

Độ nhớt của dầu cần thiết cho các xi lanh và bao bì trong trường thô hoặc dịch vụ khí dung môi phụ thuộc vào các loại khí cụ thể được nén và áp suất xả cao nhất gặp phải. Thông thường một số máy nén khí này xử lý hai hoặc ba loại khí khác nhau cùng một lúc trong các xi lanh khác nhau.

Xylanh với dịch vụ nghiêm trọng nhất trên máy nén chỉ ra dầu được sử dụng, vì hầu hết các máy nén sẽ chỉ có một hệ thống phun dầu. Để nén khí tự nhiên dưới 2.500 psi (17.000 kPa), thông thường, nên sử dụng sản phẩm cấp độ nhớt ISO 220 hoặc dầu có độ nhớt từ 250 đến 280 cSt ở 40 ° C. Nếu khí được nén có hàm lượng carbon dioxide đáng kể, thì độ nhớt ISO 320 hoặc 460 nặng hơn có thể được yêu cầu để bù cho hiệu ứng làm loãng độ nhớt của khí CO 2 .

Khi áp suất xả tăng, độ nhớt của dầu xi lanh cũng phải tăng. Để nén khí tự nhiên ở áp suất từ ​​2.500 đến 4.000 psi (17.000 đến 28.000 kPa), cần phải có loại dầu theo tiêu chuẩn ISO 320 hoặc 460. Ở áp suất lớn hơn 4.000 psi (28.000 kPa), như được sử dụng trong các hệ thống khử khí hạ cấp, một sản phẩm ISO 460 (dầu khoáng) có thể không đủ và có thể yêu cầu một polyalkyl tổng hợp ISO 150 hoặc 220 (còn gọi là polyglycol, PAG) .

Các chất bôi trơn polyglycol này không hấp thụ bất kỳ khí hydrocarbon nào và do đó không làm loãng hoặc bị rửa trôi khỏi thành xi lanh bởi khí áp suất cao. Dầu polyalkyl hèlycol không tương thích với dầu khoáng và do đó không thể trộn lẫn với các sản phẩm gốc dầu khoáng, bao gồm cả những sản phẩm thường được sử dụng trong thùng.

Có một số rủi ro của chất bôi trơn xi lanh / thanh trộn với chất bôi trơn trục khuỷu trong các hệ thống kiểu chữ thập. Những máy này được thiết kế với một cái gạt nước đẩy chất bôi trơn của que đóng gói xuống que về phía trước và vào trong hộp trục khuỷu. Bắt buộc phải kiểm tra định kỳ về sự nhiễm bẩn nếu sử dụng chất bôi trơn trục khuỷu và xi lanh không tương thích.

Các đặc tính nhiệt độ thấp của dầu được chọn cũng rất quan trọng vì dầu phải có khả năng chảy, dưới trọng lực, từ bể chứa ngày (thường tăng) đến bơm phun dầu trên máy nén ở nhiệt độ môi trường ở hoặc dưới 0 ° C . Các đặc tính quan trọng khác bao gồm khả năng của dầu chống lại than cốc do nhiệt trên các van và thanh và, trong dịch vụ chua, khả năng của chất bôi trơn để bảo vệ chống ăn mòn H 2 S.

Nếu propan được nén trong bất kỳ xi lanh nào trên máy nén, để được sử dụng làm chất làm lạnh trong nhà máy, thì cần phải có một loại dầu có đặc tính nhiệt độ thấp tốt. Điều này là cần thiết để cho phép dầu lan rộng trên thành xi lanh ở nhiệt độ hút propan lạnh nhất gặp phải. Propane cũng hòa tan vào dầu trên thành xi lanh và làm giảm độ nhớt của dầu. Do đó, dầu được chọn phải đủ nặng để bảo vệ tất cả các xi lanh ở điều kiện khắc nghiệt nhất gặp phải trong toàn bộ máy nén.

Tỷ lệ phun dầu
Xác định tốc độ nạp dầu cho từng bộ đóng gói áp suất và xy lanh là một khoa học quan trọng nhưng không chính xác. Có rất nhiều phương pháp để tính toán hoặc xác định tỷ lệ nạp dầu cho từng xi lanh và từng hộp đóng gói. Hầu hết là các tính toán sơ bộ chỉ nhằm mục đích cung cấp điểm khởi đầu để thiết lập tốc độ phun dầu.

Điều quan trọng là người dùng / kỹ sư phải hiểu mục đích dự định của công thức cụ thể đang được áp dụng. Một số được dự định để sử dụng trong thời gian nghỉ. Những người khác giả định mức độ bão hòa nước của khí, trong khi những người khác là tốc độ phun tối thiểu. Phương pháp cũ đếm giọt dầu trong kính bơm để xác định tốc độ nạp thực tế là không chính xác.

Những kính trang web này chỉ hữu ích khi kiểm tra trực quan nhanh để xem có dầu nào đang di chuyển qua hệ thống không.

Bảng 2: Tỷ lệ thức ăn dầu điển hình

Các công thức ban đầu được sử dụng để định lượng tốc độ thức ăn được dựa trên lượng chất bôi trơn cần thiết để cung cấp một màng dầu đủ để bao phủ khu vực tiếp xúc vòng xi lanh - piston. Một phương pháp cho thấy một pint Mỹ trên hai triệu feet vuông diện tích bề mặt quét.

Đây là một công thức đơn giản để ước tính tốc độ thức ăn (tính bằng pint ở Mỹ trong 24 giờ) và vẫn có thể hữu ích cho các ứng dụng khí khô, áp suất không khí hoặc áp suất thấp (công thức này không nhằm thay thế các phương pháp tinh vi hơn để tính tốc độ thức ăn tự nhiên khí, CO 2 , không khí áp suất cao hoặc các ứng dụng quy trình tương tự) như sau:

[(Đường kính lỗ khoan (inch) * * 2 * Stroke * RPM * 1440) / 144] / 2.000.000, trong đó:

Đường kính lỗ khoan = Đường kính trong của xi lanh hoặc đường kính ngoài của thanh (đối với Ps thấp ) tính bằng inch Stroke = Hành trình xi lanh hoặc đi theo inch

RPM = Tốc độ động cơ (tốc độ chu kỳ piston giả sử không giảm hoặc tăng tốc độ từ động cơ)

Một công thức đơn giản hóa đã được Ingersoll Rand (nay là Dresser-Rand) nghĩ ra, và như sau:

Đường kính lỗ khoan * Stroke * Tốc độ * / 31.800 = Pint mỗi 24 giờ

Gần đây, một số nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) đã phát triển các sơ đồ và tính toán toán học có tính đến nhiều yếu tố hơn, bao gồm áp suất xả, thành phần khí và mức độ bão hòa chất lỏng.

Kỹ sư hệ thống bắt đầu ước tính khối lượng thức ăn bằng cách tính toán lượng thức ăn cho tất cả các xi lanh và thanh piston. Tốc độ nạp dầu vào các gói thanh chính được tính bằng công thức tương tự như được sử dụng cho các xi lanh ngoại trừ đường kính của thanh được sử dụng thay cho lỗ khoan của xi lanh. Bao bì que phụ thường được cung cấp với một nửa tỷ lệ của bao bì chính.

Do đó, rất đại khái, một mức tiêu thụ xi lanh và đóng gói điển hình cho toàn bộ bốn xi-lanh, nhiều đơn vị sẽ có khoảng 12 đến 30 pint Mỹ (5 đến 15 lít) trong thời gian hoạt động 24 giờ.

Sau khi ước tính tỷ lệ trên mỗi xi lanh hoặc đóng gói que, bước tiếp theo là chia số lượng cần thiết cho số lượng bơm hoặc cổng thực tế có sẵn trong một xi lanh hoặc cụm đóng gói.

Trong thời gian nghỉ, nên tăng thể tích dầu, bằng cách sử dụng công thức được thiết kế cho các giai đoạn đột phá hoặc bằng cách bơm 1,5 đến 3 lần giá trị tính toán hoạt động bình thường.

Sự thiếu sáng sẽ dẫn đến nhiệt và hao mòn. Quá nhiệt có thể dẫn đến sự lắng đọng van và các sự cố vỡ cộng với ô nhiễm hydrocarbon của các quá trình ở hạ lưu máy nén và sự hỏng hóc sớm của các gói.

Kiểm tra cuối cùng
Rõ ràng có nhiều điều có thể và nên được xem xét, chẳng hạn như nhiệt độ chất làm mát, chênh lệch nhiệt độ giữa chất làm mát và khí hút, chất lượng lọc khí, nguy cơ nén lại do cắm hoặc trục trặc giá trị xả và nhiệt độ đầu ra.

Các biến thể hệ thống riêng lẻ đòi hỏi kỹ sư hệ thống phải theo dõi các tính toán cứng bằng cách tắt định kỳ thiết bị, kéo van hút hoặc xả và kiểm tra màng dầu trên thành xi lanh và tích tụ dầu trong túi hoặc tích tụ cặn trên bề mặt van xả.

Một lớp giấy bao thuốc lá ba lớp cung cấp một hướng dẫn hữu ích khi quất qua thành xi lanh được bôi trơn. Nếu dầu ngấm qua ba lớp, thì tốc độ nạp được coi là cao. Nếu dầu không thấm qua lớp thứ nhất đến lớp thứ hai thì tỷ lệ thấp. OEM có thể và nên cung cấp hỗ trợ cho người dùng trong việc đưa ra quyết định cuối cùng.