往复压缩机润滑油性能要求
2022-12-15一、往复压缩机润滑特点
与压缩气体直接接触部分的外部润滑与冷却，内部润滑主要指汽缸内部的润滑、密封与防锈。内部润滑完成使命后与压缩气体一起被排出。润滑油经排气阀，一部分经分离后排出，没被分离则进入储气缸和管路，所以内部润滑属全损耗式润滑。
内部润滑大致有三种方式：
（1）压力注油润滑。该方式是用注油器将润滑油以一定速度注入气缸润滑点上。小容量压缩机注油器以曲轴驱动，而大容量压缩机，注油器往往单独电机驱动。
调节加压注油时，须按设计机供油量再加大75%，以克服气缸的反压力。压力注油Z大优点总是能以Z少的油量达到各摩擦表面Z合理的润滑，被广泛应用于有十字头式压缩机和其它大容量高压压缩机外部润滑。
（2）飞溅润滑。大多用于无十字头小型通用压缩机。
（3）吸油润滑。这是一种在压缩机进气中吸入少量润滑油的润滑方法，常用于无法采用飞溅润滑无十字头式压缩机。
往复压缩机运动机构主要是压力润滑，其特点是油量充足，润滑充分，并能有效地带走摩擦屑，对主轴承连杆大小端轴承进行强制润滑，在各压缩机上广为利用。
1. 适当的粘度
为保证良好的润滑和压缩气体的密封，润滑油必需要有一定的粘度，而且压缩机的粘度在高压下会增大的。例如：1MPa粘度为20mm²/s油在10MPa时会增加到40mm²/s，粘度过大，不但浪费功率，而且表面油膜恢复速度慢，增加磨损，也容易造成油泥和积炭。粘度小，易使气缸活塞间形不成可靠油膜，造成漏气，所以选择时要考虑排气压力、终压温度压缩机的级数等因素。
往复式压缩机外部润滑系统用油一般采用32～100的汽轮机润滑油。
2. 良好的热氧化安定性
保证在运行中少生成油泥和高温下（220℃以上）不易产生积炭。在高温下氧化速度快，温度每升高8～10℃氧化速度增加1～2倍，良好热氧化安定性是防止油品被氧化而生成积炭所必需的性能。
欧洲压缩机制造者规定VG32-68，POT值Z大2.0或2.5，100～150Z大值为3.0（POT抗氧化性能试验：使油在200℃有氧化铁催化下，以15L/hm的速度通入空气氧化24小时的康式残炭值增加值%）。
3. 抗积炭性
抗积炭性影响压缩机润滑油在使用中产生积炭多少的重要指标，必须使用积炭小的油品。过多的积炭不但会引起排气阀和排气管处结胶和堵塞，还会使排气阀处积炭而漏气，致使排出气体倒回缸内，重复压缩，使温度迅速升高，高温又加剧氧化。
当温度升到油的自燃点时，积存在积炭中的润滑油开始燃烧，生成碳氢化合物和游离炭，当和高温高压油及空气混合到爆炸界限，即爆炸。
一般碳氢化合物在空气中的爆炸界限为：CH4 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。据统计，排气温度超过170℃空压机有一半发生了爆炸，因而各国都规定排气温度不得超过150℃。
欧洲规定为130～140℃，可见控制温度之重要。另外进气减少10%，则温度上升20℃，因而严格控制进气，吸入空气温度不应超40℃，吸气口不应在室内，防止空滤堵塞，保持冷却槽出水，温度差不超过10℃，即使在夏季冷却槽出口水温也不得超过50℃。定期清除积炭，一般600h清扫排气阀，4000h换新气阀。
尽量用环烷基油或合成油以减少积炭，加入抗氧化、防腐、抗摩添加剂，但不允许加降凝剂或粘度指数改进剂（防止热氧化分解而结焦积炭）。另外，气缸供油量不能过大，根据不同资料大致是：
卧式压缩机一般每400m2摩擦面供油1g
立式压缩机一般每500m2摩擦面供油1g
还有提到Z大供油量不得超过50g/m3，另外，还可以用下面公式计算：
Q=120πKDLN
式中：Q=润滑油量（g/h）；D=气缸直径（m）；L=气缸行程（m）；N=曲轴转速（r/min）；
K=单位润滑表面积的耗油量（g/m²），对卧式气缸可取K=0.025g/m²，对立式气缸可取K=0.02g/m²
4. 闪点要高
闪点是压缩机的安全性指标。因为压缩空气的温度有可能超过油品闪点，压缩润滑油闪点应高于排气温度30～40℃，闪点和燃点不同，闪点在高压空气下是上升的。
例如：常压下闪点为216℃的油，在0.8MPa（8个大气压）下则为243℃。而大部分压缩机排气温度达不到243℃，使用高闪点油，并不完全解决爆炸问题，爆炸取决于油在过热的积炭火点上发生分解，产生胶质碳氢化合物，闪点过高粘度很大的油，反而容易产生积炭，还会增加摩擦阻力，浪费动力。实践证明，闪点随压力提高而提高，这就等于处于压力状态的润滑油增加了安全系数。
5. 燃点也是压缩润滑油安全指标
压缩机着火爆炸的主要原因是积炭受热分解达到自燃点而引起的。32号汽轮机油常压燃点为360℃的，当空气压力增到1MPa时，燃点下降到250℃，当压力增加到10MPa时燃点下降到200℃。
氢氮压缩机，特别是无油氢氮压缩机主要供化学工业氨合成用，是合成氨厂心脏设备，使用时应注意所压缩气体含有一氧化碳对人有强烈毒性，当氢气与空气混合到一定浓度时有爆炸危险。为安全计，无油润滑氮氢气压缩机排气温度一般限制在160℃以下，氢氮压缩机所用润滑油对氧化安定性无特殊要求，但油要低硫。
二、往复式压缩机结构特点
靠气缸中作往复运动，改变工作容积，使气体被压缩，提高气体压力，这类压缩机为往复式压缩机。
往复式压缩机通常形式有活塞式和膜片式，它们分别通过活塞式膜片在气缸内的往复运动，借助进排气阀自动开闭，进行气体的吸入，压缩和排出，其特点是压力广泛，工业应用上Z高压力达350MPa（3500kgf/cm²）。
气体压力有脉冲，运转时有振动，其中活塞式压缩机是应用Z广泛一种。往复压缩机按压缩过程分为单级和多级；按气缸排列相对位置又分为立式、卧式、角式、对置平衡式。
膜片压缩机是曲柄连杆机构通过液体驱动膜片工作，由于膜腔气密性好，压缩介质净度很高。因此常用于珍贵稀有气体压缩，以及输送不许泄漏，易燃，强腐蚀性，放射性和剧毒介质。膜片式压缩机输气量很小，每小时为520m3，多用于科研及生产特殊用途 。膜片压缩机的气缸不需要润滑，只需润滑由柄连杆和液压缸。
来源：《化工设备与机械》