H-198/13.7型活塞压缩机存在一级排气温度高、机组振动大、一级活塞的强度和刚度不足等问题。通过改造一级活塞组件、二级缸盖和一级活塞的结构形式，降低一级排气温度，减小机组振动，提高一级活塞的强度和刚度等措施，机组的整机性能得到大大改善、提高了运行可靠性、改造获得成功。
新钢钒于2006年6月安装设用了两台H-198/13.7型活塞压缩机。该机型为上海压缩机有限公司1996年的产品，机组为H形回列对置往复活塞3级空气压缩机，传动轴为三段式，电动机功率1250kW，设计轴功率1248kW，排气压力1.37MPa（表压），设计排气量198m3/min（大气常态吸入，温度30℃，绝对压力0.0863MPa），各级气缸直径分别为830mm、650mm、420mm，活塞行程280mm，主轴转速428r/min。由于当时的技术水平有限，机组在运行过程中出现了较多的问题，特别是一级排气温度达到190℃（进气35℃）时，尽管采取了定期清洗气缸冷却水套和气体冷却器等措施，但未能消除压缩机超温现象，严重威胁机组的安全可靠运行，必须通过更改机组的结构参数才能解决此问题。新钢钒与上海压缩机有限公司进行了多次技术交流，提出并实施了改造方案。经改造，机组运行正常，取得良好效果。H-198/13.7型活塞压缩机传动示意图如图11-18所示。
1.机组存在的问题
（1）一级排气温度高机组运行过程中，各级排气压力分别为0.25MPa、0.59MPa、0.9MPa，各级排气温度分别为170~190℃、125℃、95℃。一级气缸排气温度超过了相关规范要求，机组气缸润滑状况恶化，气阀积炭严重，气阀弹簧、阀片、密封面等极易损坏，气阀的清洗周期在500h以下，活塞环、支撑环（采用填充聚四氟乙烯材质）磨损严重，使用寿命短，检修频繁。分析其原因，主要有以下方面：
①该机组实际排气量比当初的设计软件计算值大，达到207.7m'/mi血，这就造成了级间冷却器冷却面积偏小。加上一级排气温度超高，使一级冷却器出口的温度（高于45℃）未能得到有效的降低，从而减小了二级气缸的吸气能力。
②二级气缸盖侧的实际余隙比设计值大了很多，设计值是（3±0.5）mm，实际却达到25mm，这使二级缸的相对余隙增大了4%。
这两方面的因素使排气压力升高一级，进而使得一级排气温度进一步提高。如此周而复始的恶性循环，造成一级排气温度升高、效率降低，机组运行可靠性极低。
（2）各级气缸振动大气缸振动速度最大达到7.9mm/s，一级排气管道振动值达到900μm。虽然气缸振动值没有超过规范要求，但各级气缸排气管道波纹补偿器拉杆多次断裂，曲轴主轴瓦、连杆甩瓦及腰瓦等多次损坏，严重影响了机组的安全稳定运行。
由于原设计各级缸径的配置比例不够合理，机组设计的压缩比分配不合理，活塞力不匹配，气缸、曲轴等受力状况不好，造成了机组振动较大，运行可靠性极差。
（3）一级活塞的强度和刚度不足H-198/13.7型活塞压缩机的两个一级活塞为单面鼓形锥台结构，内部肋板的布置存在较大的锥度，受力状况不好，导致强度和刚度受到影响，运行不到1000h即发生活塞端板脱落事故。
活塞的肋板尺寸与活塞直径尺寸不匹配、肋板在活塞直径方向的尺寸过小，这导致在机组运行过程中，大量的气体力作用在肋板以外的前、后端壁区域（达到43%）。这部分力又作用在应力集中的前、后端壁与活塞壳的焊接部位，导致前、后端壁与活塞壳焊接处产生疲劳裂纹并不断扩大，最终导致活塞解体。活塞解体后的部件表面不平整，在轴向方向的位移尺寸超出活塞的向轴、向盖余隙，使机组发生撞缸事故。
