氢气压缩机

氢气压缩机（精选6篇）

氢气压缩机 篇1

1 氢气往复压缩机工作原理

往复式压缩机, 又称活塞式压缩机。由活塞在气缸内作往复运动而将气体吸人、压缩和排出的压缩机。可分活塞式压缩机和隔膜式压缩机两种。乙烯装置加氢单元的氢气往复式压缩机主要由机身、气缸、气阀、活塞、活塞环和填料密封、曲轴、连杆、十字头等运动部件构成。在运转时, 活塞不断往复运动, 引起气缸内的容积发生增大和减少的周期变化, 依靠气阀的作用, 容积每变化一次, 即完成一次将气体吸入气缸, 经过压缩然后排出的全过程即完成一工作循环。实际压缩循环是由吸入、压缩、排出、膨胀4 个过程组成, 其中压缩过程、膨胀过程是它的热力学基础。与其他类型的压缩机相比, 往复式压缩机具有一些优点:压力范围广、排气压力稳定, 可适用于低压到高压工作环境;热效率较高;适应性强、排气量可在较大范围内调节, 对制造压缩机的金属材料要求不苛刻。同时往复压缩机也有缺点:转速低、排气量较大时, 外形尺寸及重量就很笨重;结构复杂、易损部件较多, 日常维修量大;动平衡性差, 运转中有振动;排气不连续, 气流有脉动等。

2 从现场故障现象判断原因

2.1 排气量不足

排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言, 主要从5 个方面考虑。

(1) 入口过滤器的故障。积垢堵塞, 使排气量减少;吸气管太长, 管径太小, 致使吸气阻力增大影响了气量。要定期清洗滤清器。

(2) 气缸、活塞、活塞环磨损严重超差, 使有关间隙增大, 泄漏量增大, 影响到了排气量属于正常磨损时, 需及时更换易损件, 如活塞环等, 属于安装不正确, 间隙留得不合适时, 应按图纸给予纠正, 如无图纸时, 可取经验资料, 对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙, 如为铸铁活塞时, 间隙值为气缸直径的0.06%~0.09%;对于铝合金活塞, 间隙为气缸直径的0.12%~0.18%;钢活塞可取铝合金活塞的较小值。

(3) 填料函密封不严, 产生漏气使排气量降低。究其原因, 首先是填料函本身制造时不符合要求, 其次可能是安装时活塞杆与填料函中心对中不好, 产生磨损、拉伤等造成漏气。一般在填料函处加注润滑油, 它起润滑、密封和冷却作用。

(4) 压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。阀座与阀片间掉入金属碎片或其他杂物, 关闭不严, 形成漏气。这不仅影响排气量, 而且还影响级间压力和温度的变化;阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量, 可能属于制造质量问题, 如阀片翘曲等, 也可能是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。

(5) 气阀弹簧力与气体力匹配的不合适。弹力过强则使阀片开启迟缓, 弹力太弱则阀片关闭不及时, 这些不仅影响了排气量, 而且会影响到功率的增加以及气阀阀片、弹簧的寿命。同时, 也会影响到气体压力和温度的变化。

2.2 排气温度不正常

排气温度不正常是指其高于设计值。从理论上讲, 影响排气温度增高的因素主要有进气温度、压力比以及压缩指数。实际工况下, 影响吸气温度增高的因素有3 个方面。

(1) 中间冷却效率低, 或者中冷器内水垢结多影响到换热, 则后一级的吸气温度必然要高, 排气温度也会高。

(2) 气阀漏气, 活塞环漏气, 不仅影响到排气温度升高, 而且也会使级间压力变化, 只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。

(3) 水冷式机器, 缺水或水量不足均会使排气温度升高。

2.3 压力不正常以及排气压力降低

压缩机排出的气量在额定压力下不能满足使用的要求, 则排气压力必然要降低, 所以排气压力降低是现象, 其实质是排气量不能满足使用的要求。此时, 只好另换一台排气压力相同, 而排气量大的机器。影响级间压力不正常的主要原因是气阀漏气或活塞环磨损后漏气, 故应从这些方面去找原因和采取措施。

2.4 响声异常

压缩机在某些部件发生故障时, 将会发出异常的响声, 一般来讲, 是可以判别出异常响声的来源。活塞与缸盖间隙过小, 会直接撞击, 活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣, 活塞向上窜动碰撞气缸盖, 气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水分等, 这些异常均可在气缸内发出敲击声。曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等, 轴径磨损严重、间隙增大, 十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等, 均可在曲轴箱内发出撞击声。排气阀片折断, 阀弹簧松软或损坏, 负荷调节器调得不当等, 均可在阀腔内发出敲击声。

只要压缩机运行中发出或大或小的异常声响, 说明压缩机某一部位出现故障, 应根据故障响声的部位、大小做出正确判断, 为维修提供依据。

3 氢气往复压缩机常见故障及处理方法

导致压缩机非正常停机的原因有气阀故障、压力填料环、工艺问题、活塞环和支撑环等, 具体事故概率不同:气阀故障约占40%, 工艺问题故障约9%, 压力环、活塞环、支撑环共计约30%。

3.1 吸排气阀故障及处理

3.1.1 润滑剂的影响

润滑油可以对气缸和填料润滑, 在满足润滑的前提下应尽可能地选用粘度低的润滑油。润滑油的正确选用, 对于气阀及气缸的使用寿命至关重要。抗焦化性能主要通过残炭来衡量, 残炭越大, 油品在气缸中结炭倾向就越大。因为过量的油会聚集在活塞环后面的槽中, 并在压缩温度影响下变稠和炭化。卡住的活塞环, 降低了活塞和气缸之间的气密性, 并且沿着活塞环泄漏出来的气体破坏气缸壁上的润滑油膜, 加重活塞环与气缸壁之间的磨损。被压缩气体带走的过量润滑油会污染排气阀, 由于排气阀温度较高, 润滑油易在排气阀处焦化, 这将导致气阀不能严密关闭, 使排气量显著降低, 致使压缩机消耗功率增加, 加快气阀阀片的磨损和损坏。因此在保证气缸润滑的要求下, 应尽量减少注油量。在每次气阀或气缸打开时, 应检查气缸的润滑情况, 如果气缸内油较多或结炭较多, 则说明注油量偏大, 开工时稍微调低注油量, 经过几次调节会找到合适的注油量。理想的状态, 是以最小注油量达到最好的润滑效果 (既充分润滑, 又少焦化) 。

3.1.2 气体中异物的损害

气体污物主要是指铁锈、细小的砂粒或腐蚀性粉粒, 通往压缩机气流通道中脱落的各种颗粒, 有时甚至是上一次阀门故障时遗留在压缩机气缸内的残留物。类似此类污染物会显著加剧阀件的磨损, 同时也会增加气缸、活塞环、填料环的磨损。面对这种情况, 应该在检修时检查控制各级入口分离器和入口管线过滤网的检修质量。在长时间的停工检修时, 以氮气保护该系统, 防止内壁大气腐蚀。如含不饱和烃, 其遇高温还可能发生聚合反应, 进一步炭化同样也会加速气阀的磨损。

3.1.3 其他原因

气阀阀座密封垫片失效、气阀中心紧固螺栓断裂、进气阀卸荷器压差卡、弹簧故障、阀片故障等, 诸如此类故障同样会导致气阀故障, 但这些均非主要情况。

3.2 活塞环填料密封故障

密封故障主要表现为活塞杆与填料环摩擦磨损, 从而导致密封泄漏量超标, 活塞与填料腔中有粉状沉积物, 严重影响生产的正常运行。

进入机组的工艺介质夹带颗粒物, 现场检修有时会发现在压缩机气缸及填料密封腔体中有大量沉积物, 这些沉积物是由工艺介质夹带过来的微细固体粉尘或结焦的碳组成, 其硬度往往很高, 其在密封腔处的沉积必然会造成密封填料严重的磨粒磨损, 从而大大缩短了填料密封环及活塞杆的使用寿命。

通过调整工艺使压缩机参数达到设计要求, 在气体进机组前将微细颗粒降至最低, 必要时可加气固分离器, 分离掉这些颗粒杂物, 就可避免气缸、填料摩擦副之间的磨粒磨损。

4 氢气往复压缩机常见工艺问题

(1) 常见工艺性问题。气体携带固体颗粒, 致使过滤网堵塞, 气阀、缸套破坏。介质带液, 影响气缸润滑情况, 甚至引起损坏气阀或液击事故。压缩机入口压力波动, 导致压缩比超过设定值, 引起压缩机排气温度超温, 导致压缩机气阀烧坏等。针对工艺类问题, 操作中应注意3 个事项。

(2) 开机时密切注意各级压力, 防止压缩比过大;在开机稳定后各级的压缩比要调整均匀, 这样各级出口温度会在设计的范围内, 不至于烧坏气阀。操作时注意控制一级入口压力, 防止一级入口压力变化过大, 造成各级压力波动而带动各级温度的变化。

(3) 润滑油的使用方面, 一要洁净, 二要控制好油温油压在设计区间内。油温波动会直接影响粘度, 进而导致油压变化, 使得各润滑点油膜不稳, 导致运动部件的平稳性下降, 活塞杆跳动增加等不利因素。

(4) 注油器的使用, 注油系统直接关系到活塞环, 支撑环和气阀的正常投用, 注油量要控制在设计范围内, 注油过多, 会增加阀片粘滞, 影响气阀及时开闭, 同时会在阀片表面结焦, 造成气阀性能下降, 过少润滑会造成磨损加剧。

5 结束语

对氢气往复式活塞压缩机进行故障诊断, 涉及到设备的使用以及设备结构以及对运动动力特性的掌握和对发生故障机理的了解。搞好科学检修、提高维修质量、严格控制备件质量, 防止使用材料不过关的备件, 确保延长压缩机运行周期。

氢气压缩机管道振动的原因分析 篇2

辽宁抚顺石油三厂有三台天然气增压系统压缩机, 型号为4M16-47.5。三台压缩机均为双作用压缩机, 正常工作时, 两台运转。压缩机管道系统为:气体先从进口总分离器经进气总管路进入三台压缩机的进气分支管路 (其中两台运行, 一台停机) , 经过两级压缩后, 经相应的排气分支管路进入排气总管路, 再进入管网。在运行了一段时间后, 发现2号机组的排气管道三通和弯管处振动较大, 并有部分管架发生振动。2号机组功率1 250kW, 转速300r/min, 排气压力为2.72MPa, 其排气管道由四根φ159mm×4.5mm的排气管并联组成, 材料为20#钢, 每根排气管分别与两个缓冲罐相连, 其中排气管振动比较明显, 根据测量幅值最大值为1.2～1.5mm, 管道振动速度很大。在长期的振动情况下, 导致排气管连接缓冲罐处焊口曾发生断裂。现主要对该压缩机管道系统的排气管路进行分析。

二、排气管道振动固有特性计算与分析

1. 管道结构的激发主频率计算

根据公式

式中:m———压缩机汽缸作用方式, 单作用时, m=1, 双作

用时, m=2;

n——压缩机曲轴转速, r/min。

可以计算得出压缩机的激发频率为10Hz。

2. 管道结构的模态分析

为了从理论上了解管系的振动固有特性, 为实施解决治理方案提供理论参考依据, 并且验证实际测量的结果, 采用有限元结构分析软件对原管系固有频率特性进行分析计算, 得出排气管系前五阶固有频率振型 (见图1至图5) , 以及固有频率计算结果 (见表1) 。

由振型图看出, 第二阶和第三阶振型皆为轴向振动和横向振动, 最大振幅在出口三通A、B处和远端弯头C处, 接近现实振动情况, 现场检测出的管道振动频率为10Hz, 所以压缩机的激发频率 (fex=10Hz) 和管道振动频率均落在二阶固有频率共振区域 (8.622～12.933Hz) 内, 使管道发生共振。

三、排气管振动现场测试

通过现场观察, 排气管振动幅值最大在出口的三通处A、B和末端弯头C处, 因此现场测量部位放在管道的三通处和拐角弯头根部, 测量该处管道平面两个方向的振动位移和频率, 测量结果见表2。

由以上数据可知, 管道振动主要发生在排气管水平方向及弯头处, 振动位移和速度很大。管道振动频率呈多阶振动模态, 振动幅值为多个频率振动的叠加, 频率在10Hz附近, 主要集中在低频范围。

四、压缩机管道振动主要原因分析

1. 管道结构布置不合理

在管系结构上有的支柱与地面没有地脚螺钉连接, 使得水平刚度不够;同时管道离地面高度较高 (2.09m) , 需要用较高的支柱来支撑, 也使得水平刚度有限;有的位置没有支撑或支撑位置不合理等, 这样使得管系结构的固有频率与激振频率相近, 导致管道结构发生共振。根据美国普度压缩机协会提供的管道振幅的许用值与危险值, 在振动频率10Hz下, 管道振幅要修改值约为0.508mm, 危险值约为1.016mm。而在本管道系统中, 实测的位移最大值 (1.118 9mm) 均达到并超过危险值。

2. 管道结构走向不合理, 弯头、三通过多

由于管道系统的建造时代久远, 在管道结构中, 弯头、三通设计不合理, 受到了交变激振力的作用, 激振力越多, 也导致管道振动越来越大。

五、结论

管系振动的影响是很复杂的, 要想对管系进行有效的减振, 必须就管系的结构固有频率、气流激振等进行全面的、精确的分析。

摘要：通过建立管系振动的有限元分析模型和现场实测, 掌握某4M16-47.5型氢气压缩机出口管线的振动特性;利用分析软件对管系进行了结构模态分析, 并与实际测得的数据进行对比分析, 找出压缩机出口管线剧烈振动的原因, 为设计出一套适合现场需求的减振方案提供了依据。

关键词：氢气压缩机,管道,振动,模态分析

参考文献

[1]党锡齐, 陈守五.活塞式压缩机气流脉动与管道振动[M].西安:西安交通大学出版社, 1984.

[2]薛伟飞, 杨晓翔.往复式压缩机管道结构振动有限元法分析[J].福建化工, 2002.

[3]唐永进.往复压缩机管道的防振设计[J].石油化工设备技术, 2001, 22 (3) :35-39.

[4]刘天汇.压缩机及其管路振动原因分析及处理.[J].设备管理与维修, 2008 (3) :32-33.

氢气压缩机 篇3

与一般的石油气不同,在压缩氢气时其容积效率往往比较低,比如,同空气相比较,氢气具有较大的滑移位数,所以在进行压缩时,如果活塞环部位密封性较差,氢气是非常容易泄露的,此时,整个石化装置的温度就有所升高,相应的对氢气容积的压缩效率也就降低。

1密封故障分析

本文提到的往复式氢气压缩机在密封性能方面存在以下几点故障:

1.1在该填料装置中,由于填料盒室密封面或者定位杆存在一定的疏漏,所以导致部分高压氢气会沿其发生渗漏,当其偏离氢气线流入氮气线路时,氮气室由于气体容积增大所以气体压力也会显著提高,不仅阻碍了装置的正常工作而且也带来了一定的安全隐患。

1.2尽管赫尔碧格生产的产品在定位杆方面进行了改进,力求通过增加O型圈来缓解氢气的渗漏问题,但是实际效果表明,并没有十分明显的效果,更重要的是它还产生了新的问题:同其他产品相比,该设备填料的密封性容易受多种因素的影响,稳定性较差。其中,温度是制约其渗漏程度的主要因素,可以通过衡量室温和填料放空管之间的温度关系,掌握填料的泄漏情况。当室温较低时,如果填料放空管内的温度也比较低,说明有少量氢气发生了泄漏;当室内温度较高时,如果填料室内的温度较高,证明大量氢气发生了泄漏。

2深入探究故障原因

基于以上情况,在对故障问题进行多次的分析后得出了以下的结论:

2.1当填料室内的温度降低时,会对密封环的结构产生一定的影响,密封环摩擦生出的热量并不能立即散去,所以该室内的温度比较高,此时氢气最容易发生泄漏。这反映在实际的设备中就是,在前两组盒室内密封环不仅受热变色,而且被固定在盒室内,一旦其无法自由的浮动,那么就会直接造成氢气发生泄漏。

2.2在各个盒室内,对每个密封面间的光洁度、平行度等都具有严格的限制,只有这样,其密封性能才能得有所保证。比如,控制光洁度在0.2-0.4μm,而平面平行度只需要保持在0.05mm等。在进行各个盒室的安装时,各密封面之间不能存在任何杂质,如沙粒或者灰土垫等,这些因素也在很大程度上影响了密封性能。

3密封改进措施

由于抢修时间有限,所以没有充足的时间将旧填料盒组送到专门的公司进行修复,所以通常需要工人在现场进行故障维修。

3.1根据原有的装配顺序,采用手工对研磨的方法处理两密封面,不仅改善了表面的光洁度,而且其接触面积也明显得到改善。对于旧填料盒来说,其承受的打压压力最大为0.2Mpa,而经过长时间的研究后,我们将其压力提高到了0.8Mpa,达到了出厂的标准,而且还能保证在半个小时内其压力值恒定。

3.2对填料盒室中的密封环组件来说,一方面当在其原有间隙的基础上增加0.15mm时,即使密封环组件的温度远高于设计的温度,其也能实现自由的浮动,进而使得密封效果有了一定的保证;其次,也可以采用在填料盒室内添加自制的密封垫片的方法,这对增大轴向间隙和密封性能都有促进作用。

3.3根据强制对流换热的原理,在填料室内安装两个冷却氮气线路装置,可以改善填料腔体温度过高的现象。

4改进效果探究

事实证明,在采用以上改进措施后,往复式氢气压缩机密封性能得到了显著地改善,被控制在了可控范围内,相应的使用寿命也延长了。在改进运行后的几个月内,其泄漏量由原有的极不稳定转变成了现有的基本稳定,实现了质的飞跃;其次,采用这种改进方法后,在检修时间和维修费用方面都有所改善,降低了氢气泄漏和设备出现故障的概率,从根本上保证了设备的运行效率。

5结语

综上所述,加氢装置在往复式氢气压缩机中扮演中重要的角色,当其发生泄漏将会对装置的运行和人身安全造成一定的威胁。所以在出现故障时,要根据现场情况结合压缩机的工作原理进行深入的分析,改善设备稳定性能,使得压缩机更好的服务于各个领域。

参考文献

[1]潘晓毅,唐富军.往复式氢气压缩机密封改进及效果初探[J].中国新技术新产品,2013,02:162.

[2]王麦见,吴非,鲁来勇.往复式氢气压缩机故障分析及解决措施[J].广东化工,2012,12:217.

氢气压缩机 篇4

关键词：往复式氢气压缩机,密封,效果

1 故障描述

(1) 由沈阳压缩机股份公司生产的填料经常出现高压氢气窜入氮气线, 导致氮气压力升高, 严重影响安全运行。机构如图1所示:

高压氢气会顺着填料盒室密封面之间漏到氮气入口或从定位杆处漏出。

(2) 更换赫尔碧格生产的产品后, 它在定位杆之间加O型圈, 但还是不能彻底解决氢气窜入氮气线问题, 同时带来新问题, 填料密封性能极不稳定。温度高时 (室温27~30℃) 填料放空管温度能达到60~65℃, 证明填料泄露已严重, 温度低时泄漏量又变小, 其结构如图2所示:

2 故障原因分析

经过多次检修及对运行情况的观察、采集数据综合分析原因如下:

(1) 填料密封效果与温度的关系比较密切, 很有可能是因为填料冷却结构改变, 密封环摩擦热量不能及时带走, 导致密封处于高温、临界状态。从拆检后的检查也验证了此观点, 前两组盒室有变色、密封环组全部卡死在盒室中, 不能自由浮动, 这是泄露的的直接原因。

(2) 为了保证各盒室之间密封性能, 确保氢气不通过此处外泄, 必须保证每个密封面的平面度、平行度、光洁度等达到要求, 其研磨后的精度要求如下:a.平面度:0.001mm;b.平面平行度:0.05mm;c.光洁度:0.2-0.4μm;d.环槽的深度:15.62+0.05/-0mm, 每个环槽的深度必须保证在此范围内, 以保证填料装入槽中有一定的轴向间隙。从运行结果看, 仅靠钢面硬对硬密封性能不可靠。从安装环境看, 一个沙粒、灰尘垫在密封面之间就可能导致密封失效。

3 改进方法

旧填料盒组装打压只能承受0.2Mpa, 原来只能送到丹东克隆公司精磨修复或报废, 但由于抢修时间不允许只能靠我们现场修复解决。

3.1 决定按原装配顺序两两密封面手工对研方法操作, 经过大家精心研磨后既提高了表面光洁度也一定程度上提高了两密封面间的接触面积, 在精心装配后, 打压符合制造厂出厂标准:0.8Mpa压力下30分钟不掉压。

3.2 为使填料盒室中的密封环组件有足够的轴向间隙, 确保密封环组件在高于设计温度下能够有充足的自由浮动效果, 决定把技术要求的间隙加大0.15mm, 同时为更好的保证填料盒室之间的密封可靠性, 采用自制密封垫片, 这样既达到间隙增大的效果也起了密封作用。

3.3 为降低填料腔体内的温度, 特加装两套冷却氮气线以强制对流换热。

4 效果

4.1 漏气回收管温度降低, 密封泄露问题得到有效控制。经试车跟踪显示数据如表1所示:

密封改进前的数据如表2所示:

(2) 大大提高了密封使用寿命和密封的稳定性。原来运行周期冬季单机能达到3~4个月, 在夏季运行周期更短1~2个月。从2009年11月5开机到今天已运行9个多月。密封泄漏量比较稳定, 不再是时大时小, 密封性能的适应性得到提高。

(3) 这种方法既为工厂节省很多外委修理费用又能节省抢修时间。也减少了设备故障率、减少氢气泄露的危险性、为装置安全平稳运行提供了坚实可靠的物质基础。

参考文献

[1]黄祖国, 王刚.几种氢气压缩机的应用比较[J].氯碱工业, 2003-06-25.

氢气压缩机 篇5

辽河油田油气处甲醇合成装置在用2DZ5.5-1.8/285-320型氮氢气压缩机3台 (其中1台为备用) , 其作用是为甲醇合成循环气克服系统阻力提供循环动力。这3台循环气压缩机分别由3台型号为JS136-8电动机通过皮带驱动。我们计划使用3台型号为:YB315-8防爆电机取代原来的非防爆电动机, 驱动3台循环气压缩机。

氮氢气循环压缩机实际工况是入口压力14.5MPa、出口压力15.0MPa, 压缩介质与额定状态相同, 温度约45℃, 存在“大马拉小车”现象。在此次改造之前采用正压通风方式防爆, 正压通风使用的是电机驱动的鼓风机 (2台) , 其电机功率7.5k W。改为防爆电机后, 结束了大马拉小车现象, 同时取消鼓风机, 节约了电能, 保证了安全生产。

2 电机改造

YB315-8型电机的各项参数满足循环气压缩机的使用要求。JS136-8型电动机与YB315-8型电机各项参数比较见表1。

从表1可以看出, 只要YB315-8型电动机功率满足循环气压缩机使用要求, 其在理论上就可以替代JS136-8型电动机。

压缩机的轴功率是压缩机驱动轴所需的功率, 它等于内功率加机械损失功率。轴功率由以下三部分组成:压缩机的指示功率Ni;克服压缩机运动部件各摩擦部分所需的摩擦功率Nf;由压缩机曲轴直接驱动的附属机构所需的功率Nd。即:Ni=Nf+Nd (1)

其中指示功率[1]:

式中, Ps′、Pd′分别为气缸内平均实际吸、排气压力, 单位为Pa, Ps′=ps (1-δs) , Pd′=pd (1-δd) ;δs、δd为吸、排气相对压力损失;λV为容积系数;vk为压缩机行程容积;n为压缩机转速;kT为气体温度等熵指数;Zs、Zd分别为实际气体的始终状态压缩性系数。

驱动压缩机电动机功率:N=Nid/η (3)

式中, Nid各级指示功率之和;η为电动机效率。

由于循环气压缩机改造过程中Nf、Nd、δs、δd、λv、η等参数较难获取, 通过被压缩气体计算其在被压缩过程中需要的功率是比较困难的, 而且很不准确。但是在循环气压缩机实际运行过程中, 消耗的电能是可以直接获取的, 由于改造只是更换电机, 没有改变压缩机, 所以, 只要计算改造前电机的实际消耗功率, 就可以确定压缩机电机所需要的功率。

经过计算每台在用循环机电机的实际功率为:

其中, V为工作电压380V, I为工作电流120A (实测) , cosΦ电机工作的实际近似功率因数。

式中, k=I/IE, IE为额定电流, cosΦ为额定功率因数[2]。

可见, YB315-8型电动机额定功率远远大于循环气压缩机所需功率, 理论上完全可以用YB315-8型电动机替代JS136-8型电动机。

测绘发现两种电机的安装尺寸、电机轴直径、电机轴长短完全不同, 且不易直接进行机械加工。经过分析、研究我们认为可以通过加工电机底座、对电机皮带轮再加工、烘装镶套的办法来解决装配尺寸不同的问题。

3 结语

由于更换了防爆电机, 同时取消了正压通风用鼓风机, 保证了安全生产, 改变了大马拉小车的现象, 经统计, 此次改造年节电188000k W·h。

参考文献

[1]赵国山, 仇性启, 宋世伟.活塞式压缩机节能研究概述[J].通用机械, 2006 (11) :72-76.

氢气压缩机 篇6

公司的2台4A3+R型氢气压缩机是由英国皮特兄弟公司生产制造, 于2011年5月份投入运转。在额定工况下启机和正常运转过程中, 两台机组先后出现三级连杆小头瓦烧损事故, 并且故障现象基本一样。为避免类似故障再次发生, 消除重大安全隐患, 提高压缩机设备的安全性、可靠性以及经济性, 并为今后该类设备的采购及维护工作提供参考和借鉴。为此, 公司专门对2台4A3+R氢气压缩机进行了核算和结构优化设计[1]。

1 损坏原因分析

1.1 现场零件损坏情况

公司B机在2011年12月20日切换过程中出现三级小头瓦烧研故障, 此次出现的故障现象与之前A机两次故障一样:在高背压或切机过程中, 压缩机三级连杆小头瓦发生金属干摩擦, 造成烧研故障。

事故现场零部件的损坏情况如下图所示。

1.2 故障原因分析

根据本机组的工艺参数 (如表1所示) , 采用专门的热动力计算软件分别进行了压缩机热力和动力计算, 复核压缩机在额定工况、50%负荷工况、0负荷工况、安全阀工况、异常工况等各列的受力情况。经过分析, 在额定工况、50%负荷工况、0负荷工况、安全阀工况下, 压缩机各列受力情况都正常, 反向角均满足设计要求。在异常工况下, 热动力计算结果显示压缩机三级连杆小头存在反向角过小或为零的情况, 没有反向载荷, 不满足设计要求。

根据零部件的受损情况、现场机组运转记录及深入的计算分析, 得出本机组发生事故的根本原因为:该机组在某些特定工况下, 存在十字头销反向角过小或为零的情况, 使十字头销与连杆小头衬套以及曲轴与轴瓦之间不能形成正常的润滑油膜, 甚至断油, 进而摩擦温度积聚并持续升高, 最终导致连杆和十字头部件严重烧研报废。

2 结构改造计算

根据以上分析, 针对事故原因, 将第三级活塞杆改为贯穿杆结构, 是解决三级反向角为0情况的最简单有效的方法。改造方案中, 贯穿杆直径为7 5 m m, 该方案能够使活塞轴侧和盖侧受力达到平衡, 彻底解决十字头反向角小的问题。但是根据现场压缩机开车实际情况, 该方案造成压缩机频繁联锁停车, 不能正常运转。通过对压缩机运行参数和停车原因的分析, 正常工作时, 二级实际排气压力达到1 0 8 b a r (G) , 虽然偏离理论计算值9 7 b a r (G) , 超过报警值1 0 4 b a r (G) , 但是没达到联锁停机值1 1 5 b a r (G) , 也就是说正常运转时不会出现二级压力超高导致连锁停车, 但是切机或其它某些特定条件下可能会连锁停车;另一方面, 如果采取提高联锁停机值的措施, 压力值将接近缓冲器设计压力, 运行过程中将存在很大风险, 于是对原改造方案进行了优化设计[2]。

3 优化改造措施

基于以上原因, 我们对原改造方案进行了优化调整, 即在平衡活塞受力的同时, 兼顾二、三级的级间压力, 缩小尾杆尺寸。理论上计算6 5 m m尾杆较为合适, 但是鉴于新的改造方案应满足:当一级吸气压力为1 8~2 6 b a r (G) 时, 二、三级的级间压力不超过1 0 0 b a r (G) , 温度不超过1 2 5℃, 不考虑三级盖侧排气阀失效导致反向角小的情况。因此, 通过反复对比计算, 并考虑到实际气缸余隙影响, 最终选定尾杆直径为6 0 m m。原活塞杆与十字头连接侧的结构不变, 将原机第三级双作用分体式活塞改为双作用整体式贯穿杆结构, 活塞杆与活塞体为一体结构, 整体锻造[3]。

机组改造后在额定工况下参数如表2所示。

改造后压缩机在额定的工况下, 十字头销反向角的情况如图7所示。

4 结语

由于进口的2台4A3+R型氢气压缩机, 先后出现三级连杆小头瓦烧损事故, 致使机组不能长周期运行, 影响了生产装置的正常运行。我们将三级活塞改为贯穿杆结构, 很好地解决了三级十字头反向角小的问题, 机组现场运行情况证明, 改造后的结构很好地满足了压缩机在额定工况下长期运行的要求。

摘要：为了消除重大安全隐患, 提高压缩机设备的安全性、可靠性以及经济性, 公司专门对4A3+R氢气压缩机进行了核算和结构优化设计, 并对4A3+R型氢气压缩机连杆与十字头的烧研故障的原因进行了分析和相关计算。由此提出了有效的优化改造措施, 使改造后的结构很好地满足了压缩机在额定工况下长期运行的要求, 设备的安全性、可靠性更高, 而且取得了良好的经济效益。

关键词：压缩机,连杆,十字头,烧研

参考文献

[1]郁永章.活塞式压缩机[M].西安:西安交通大学出版社, 1972.

[2]陈永江.容积式压缩机原理与结构设计[M].西安:西安交通大学出版社, 1985.