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缩机湿式螺杂质的净化研究宋宝玉李德春王黎钦刘君富曾嗣堂"（1.哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨150001；2.大庆油田天然气分公司，黑龙江大庆163414）1前言旋转机械运行中润滑油受到各种各样的污染，油！c，"c；刀具轴线方向余弦+）%的计算结果见表1，表1计算结果及刀具轴线方向余弦Z，m，ra当采用球头刀加工时，刀具半径，加工误差和行程次数见表2、表3.表2加工误差为0.01mm刀具半径《/mm行程次数/次表3加工误差为0.005mm刀具半径/mm行程次数/次采用3阶切触方法，在同一法截面曲线内的残余高度'，即加工余量。使加工余量小于0.01mm时，圆柱铣刀需走刀5次，而采用球头刀三坐标加工需走刀53次，故本文方法确实可使行程次数大幅减少。中的各类污染按其危害方式可划分为水分、金属微粒、微粒杂质（杂质粒径小于5"m的杂质）、胶质。水分是6结论本文为复杂曲面加工方法的研宄建立了较严密的数学基础。所提出的理论较完备、系统、严谨，改变了以往研宄中靠反复试算试凑，没有理论指导的状况。按本文所得到的刀具运动是**确定的。同时也是余量*小的和行程*少的。
刘鹄然。用圆柱铣刀和圆锥盘铣刀加工三维自由曲面的理论分析与计算QJ.组合机床与自动化加工技术，1996.37（11）：13-14.（编辑明涛）目数与精度的关系表运行中*易出现的污染，除了直接污染油外，还对油的氧化变质起催化作用，使多种有害物质与油反应。在没有水的情况下有害物质不能与油发生作用；在有水时，即使是微量含水，氢、循环水设备硫、酸、氨等也就会与油中的氧化产物生成不溶性沉淀（盐类），与添加剂生成不溶性皂，导致二次污染。金属微粒是机械磨损的产物，它与生成的金属盐不仅直接构成污染，还是油氧化变质的催化剂。铅、铜、铁等金属的催化作用较强，铝、镍的催化作用较弱，多种金属（或合金）比单一的催化作用强。
微粒杂质、胶质杂质由于不易滤除，一旦在油中生成便不断积累，一般不造成机器的直接磨损，但是却可以引发多种故障。
大庆油田天然气分公司二大队的湿式螺杆压缩机是输送天然气的重要设备，长期以来由于天然气中的杂质及润滑油的净化系统存在问题，导致润滑油在短时间内严重污染，各项指标均达不到系统要求，影响正常工作。因此，解决润滑油的污染问题，保证设备在使用周期内正常运转，对延长设备正常使用寿命，提高设备可靠性，提高经济效益，具有重要意义。
2润滑油中杂质分析2.杂质成分及含量分析对使用过的已经污染的润滑油取样，在中国长城润滑油集团公司研宄所进行分析。杂质的主要成分是铁（Fe），杂质成分占总重量的百分比为：0.028%. 2.2杂质的粒度及形状分析将杂质过滤清洗，用显微照相的方法分析可知杂质的粒度在10-200！反渗透纯水系统*左右。过滤采用10！m的滤纸，因此10！m以下的杂质并没有过滤出来，但10！m以下的杂质肯定存在。从形状看，杂质绝大多数不是机械磨损的金属颗粒，而是化合物和盐类，呈颗粒状。
2.杂质的来源分析根据湿式螺杆泵实际工作条件分析，杂质主要来自天然气，天然气中所带的杂质是管道中的锈蚀物，进入压缩机后，与润滑油混合压缩，再分离，因此润滑油实际上还起到了对天然气的“洗净”作用。油气分离后杂质被遗留混杂在润滑油中，造成润滑油的污染。在石油化工行业，管道的锈蚀是普遍现象，一般是由石化产品的硫等与管道上的铁反应生成的。一般是以化合物或某种盐类的形式存在，表现形式就是管道锈蚀。当流体流经管道后，将管道中的锈蚀冲刷下来带入压缩机沉积下来。
3现有的润滑过滤系统的考察及分析螺杆压缩机自身已有一套润滑过滤系统，但是自身过滤系统的过滤效果不能达到完全过滤的目的。通过对杂质的粒度的分析可知，杂质中大的颗粒达200！*，其对应的过滤精度应该是二级，金属过滤网的目数与过滤精度的关系见下表。
由上表分析，原过滤系统的滤网大约在80目-100目，与滤网生产厂提供的技术数据接近。由于滤网滤出的杂质颗粒较大，小的杂质不能完全滤出，使过滤效果不好。那么可否采用精度较高的滤网呢，由现场的情况看，如果加大过滤精度会使滤芯前后压差增大，螺杆泵将不能正常工作。因此螺杆泵自身润滑系统的改造很困难。
4润滑油杂质的净化措施%.更换输送管道（方案1）因为螺杆泵是从英国进口的，其工作条件是按照英国的标准确定的，如果天然气中杂质含量不太高，即管道的锈蚀程度不会太大，这样就控制了杂质的来源，使润滑油不会很快污染。因此，真正解决润滑油污染问题的办法就是更换管道，采用不锈钢管。但是要将整个天然气系统的管道更换，其投资太大。
%.2天然气的过滤（方案2）利用旋流式离心分离技术对天然气进行过滤，为其原理图。天然气在进入离心分离机后，将污染的杂质分离出来。这种办法可以清除天然气中的部分杂质，保证进入螺杆泵中气体的清洁性。
进行分离。在分离过程中，高速气流或液流携带着被分离的固体粒子从分离器切向进入分离器内，气流沿圆形分离器内壁作高速旋转运动。在强离心力的作用下，杂质颗粒沿分离器锥形内壁向下旋转下沉至出口排出，细颗粒由于向心力的作用向分离器中心集中并随气流从上出口排出。
这项措施的优点是：减少了杂质进入螺杆泵的机会。提高了润滑油的抗污染能力。其缺点是：①这种分离也只能分离出较大的颗粒，对较小的颗粒并不能分离出来；②受天然气流动速度的影响。速度太大太小其分离效果都不好；③占用空间比较大。
润滑油的机械式过滤（方案3'在不破坏原润滑系统的条件下，定期对润滑油油箱进行清洗。清洗滤油技术是一项成熟的技术，在机械加工行业已经得到了广泛的应用。其工作原理如下：油箱中的润滑油污染之后，利用清洗滤油设备，将润滑油抽出过滤后再打回到油箱，即体外循环法。这种技术的先进之处是过滤的滤芯的精度高，可清除2m以上的杂质，并且滤芯经清洗可重复使用。但是当过滤精度高时，滤芯易堵死。为清洗滤油的原理图。利用这种技术可以实现在线滤油或在停机的几十分钟内将油滤净。提高了润滑油的使用寿命。
这种过滤属于机械式过滤，其优点是：设备投资成本较低，结构简单。从设备的现场情况看可以从设备上找到接入口；其缺点是：①当过滤精度较高时滤芯的孔径变小，使过滤困难，而精度降低后又达不到良好过滤的目的。②较小的杂质不能完全过滤清掉，在润滑油中还存在小的杂质颗粒。
利用肾型净油技术进行润滑油在线净化（方案4'润滑油肾型净油技术的设计是基于仿生学原理。
该技术认为：人的血液一生不用更换的道理是有赖于肾脏对血液的不断净化和对损失物质的补充。如果把设备的润滑油也看作“血液”每天消除油中的杂质，并补充损失的物质，那么润滑油也一定能永久或半永久的使用不必更换。润滑油肾型净油技术利用库仑力为净化手段，净化精度可达次微米级，并可有效的分离水分而自动排出。润滑油肾型净化技术净化范围宽并且不损害油中添加剂，当添加剂挥发变性析出油液时又可以及时清除。润滑油肾型净油技术不仅净化功能优越，功耗小，几乎无滤材消耗，而且操作简便，纳垢量大（约十几公斤'，不需要专人维护，适用于各类油品的在线净化。为肾型净油技术原理图，净油机置于与油箱等高或稍低位置，其入口与油箱排污口相连，当油箱中的机械杂质、水分、胶质被净油机抽入后经净油机净化从排污口排出，分离出的较纯净的油液经油泵返回油箱。为机械式净油与肾型净油效果的比较。
肾型净油技术已经在多家企业应用，取得了良好的效果。
这种技术的优点是：①净化效果好，对杂质的清除不受杂质颗粒大小的限制；②杂质可以自动排除，清除效果好。其缺点是：设备价格相对较高。
5方案比较方案1是解决问题的根本方法，一劳永逸，但是更换管道的量很大，造价很高，要根据实际情况合理选择这种方法。
方案2可以清除一部分天然气带来的锈蚀等问题，但是旋流离心装置的设计加工比较困难，而且天然气的流速太大（约（70m/s），只能净化较大颗粒，较小颗粒不能净化。因此该方案不可取。
方案3采用机械过滤方式可以清除较大颗粒杂质，但是较小颗粒的杂质及胶状杂质很难清除，较小颗粒聚集时，同样造成污染。这种方法是可行的，经济实用，但过滤效果一般。
方案4采用肾型净油技术，净化效果*好，不仅能排除小的杂质颗粒，还能排除胶质杂质及水分。
李曼林、王松年，等。机械滤清器过滤精度选择。润滑与密封，1997，（2）。
刘开连、黄梅香，等。肾型净油技术的应用。润滑与密封，1996，（4）。
编辑明涛）的教学与科研工作。
收稿曰期：2002-
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