往复式压缩机故障

往复式压缩机故障（共11篇）

往复式压缩机故障 篇1

摘要：随着科学技术的日益发展, 压缩机广泛应用于各行各业, 在大型的煤化行业以及机械行业中应用的尤为明显, 本文全面的介绍了曲轴箱异响、压缩机不启动、更换活塞环和支承环以及曲轴油封漏失等故障与解决方法。

关键词：往复式压缩机,故障,排除

在日常生活中对往复式压缩机的运用过程中, 常会出现这样的问题如:十字头销、十字头盖松动;十字头滑瓦、主轴瓦以及连杆瓦磨损松动;油压与油温低以及油品出现一定的问题【1】。

1 往复式压缩机曲轴箱异响

针对此类现象的发生, 经过一定的研究与分析, 对这类问题制定了一定的排除方案。首先对十字头销、十字头销该是否松动, 并且将其松动的部位进行一定的固定工作。其次应该对其主轴瓦、十字瓦头及轴瓦间隙进行一定的排除工作, 并且根据具体的破损松动情况对其进行一定的更换或者是固定工作。最后, 对油压与油温进行一定的测量工作, 在进行加载工作之前, 应该对油温进行一定的提升, 同时应该适当的减小机油节温器的冷却水流量。

2 往复式压缩机不能启动

在往复式压缩机工作的过程中, 造成其不能正常启动的原因大概有以下几种。

首先往复式压缩机的驱动机、启动盘出现故障;其次是在进行工作的过程中, 其油压启动开关与控制盘出现一定的故障;最后是往复式压缩机的气缸内压力较高以及其启动装置锁紧。可以通过以下几种方式解决此类问题。 (1) 对往复式压缩机的驱动机进行一定的故障排除工作, 并且对其动力进行调整【2】。 (2) 对油压进行一定的检查工作, 同时对油压的开关进行一定的调整或者更换等。

3 往复式压缩机的油封漏失

往复式压缩机的油封漏失主要体现在两个方面, 一方面为其油封的安装工作不正确, 另一方面为其排油孔堵塞。因此, 对往复式压缩机的油封漏失的改进工作首先可以根据具体的情况按照检修的标准重新进行一定的油封安装工作。

4 往复式压缩机的油压低

造成往复式压缩机油压较低有多方面的因素。通常包括其油泵气蚀, 在工作进行中出现的旋转部分拍打油面而形成的泡沫, 另一方面, 由于往复式压缩机的机体润滑油有一定程度上的漏失并且其主轴承泄露过量。随着社会的不断发展进步, 对往复式压缩机的油压较低的问题进行了一定的研究【3】。因此, 可以通过对往复式压缩机磨损的油泵进行一定的修补与替换工作并且对油池内的油位进行一定的降低工作, 其次, 在工作过程中, 可以通过曲轴箱浸入式加热器使用电伴热进行加热。最后, 对滤油器进行一定的清洗工作, 并且, 对其油路进行一定的检查工作, 同时, 对主轴承之间的间隙进行一定的调整, 调压阀的压力进行一定的设置工作, 如果油压表出现一定的故障, 应该及时的进行一定的更换。

5 在往复式压缩机工作的过程中, 其气缸内所产生的异响也是一个不容忽视的问题

产生这种问题的最主要原因在于其活塞松动, 并且, 活塞对气缸内外部造成一定的撞击【4】。然后是由于没有将十字头锁紧螺母松, 并且没有及时的更换已经被损坏了的漏失气阀, 最后活塞环的损坏以及阀密封气垫破损也是导致往复式压缩机气缸异响的因素。在面对这一问题的时候, 应该对活塞螺母的松动情况进行一定的检查, 并且将松动的螺母上紧。然后, 对活塞外端或者是内端的余隙进行一定的检查, 将其调到正确且合理的位置。同时, 应该检查气阀是否具有一定的损坏或者漏失现象, 如果出现此类现象, 应该进行一定的修理或更换工作。最后, 对损害活塞环以及密封性遭到破坏的气垫进行更换。

6 在往复式压缩机所运用的过程中, 经常会出现盘根过热或者是漏失的现象

盘根过热是由于一定的润滑故障, 通常是润滑油不合格或者是润滑油量不足而引起的, 其次由于冷却水的供应不足, 以及盘根之间的间隙距离没有正确的处理。因此, 面对这一现象的时候, 可以通过对润滑油的单流阀或者润滑油泵进行更换, 并且在工作的过程中, 应该严格控制润滑油质量, 增加润滑油的使用剂量。对冷却水进口的温度进行一定的降温工作同时对往复式压缩机盘根之间的间隙距离进行调整。另一方面, 造成往复式压缩机盘根漏失现象的根本原因在于, 盘根的磨损情况较为严重, 并且在工作过程中所使用的润滑油的质量不合格或者是在使用润滑油的时候其用量较少;盘根错误安装以及对盘根压力增加过快也是使其产生漏失现象的主要因素;另外, 由于盘根两侧的开口或者是侧边的间隙距离不够明确。

盘根漏失的处理方法大致为, 首先应该对已经出现破损情况的盘根进行一定的更换工作, 同样对不合格的润滑油进行更换, 并且在工作过程中, 应该增加润滑油的使用。其次, 对盘根盒以及管线应该进行清洗工作, 对盘根按照一定的标准进行安装检修工作, 同时应该调整其间隙。

7 阀上的积碳过多也是影响往复式压缩机的工作的重要因素之一

造成这种原因主要有, (1) 气缸润滑油的使用过多, 并且不合格润滑油的使用也能使其出现一定的问题。 (2) 阀在工作过程中有了一定的破损从而造成了一定的漏失。 (3) 由于对气缸施加的压力过大, 产生高温现象。因此, 面对此类问题的时候, 第一可以减少对汽缸内的润滑油的使用, 同时应该使用合格的润滑油。第二, 对阀组件进行一定的修理与更换工作。第三, 对气缸内的气阀进行一定的清洗工作, 使其能够进行正常的工作运行。

参考文献

[1]姜辉.浅谈往复式气体压缩机常见故障及排除方法[J].城市建设理论研究 (电子版) , 2013, (31) :23.

[2]丁继东.往复式气体压缩机常见故障及排除[J].中国设备工程, 2004, (1) :35.

[3]雷强, 张培杰, 朱立军.往复式压缩机故障分析[J].中国机械, 2014, (19) :45.

[4]付希涛.往复式压缩机故障诊断研究与展望[J].技术与市场, 2014, (7) :32.

往复式压缩机故障 篇2

在清洗过程中请注意的是对曲轴箱和气缸的清理

在压缩机停下来以后，油的温度还接近运行温度时，将油按通常方式放掉，放掉过滤机中的油后清洗干净过滤机，或者换过过滤机，然后在压缩机曲轴箱里加入适合粘度的新油，在清洗过程中除掉的沉积物可能会降低过滤机的使用寿命，所以在运行期间要对过滤机进行定期检测，重新启动压缩机的时候，要按照制造商的推荐启动，不可擅自启动，

而对于气缸，一定要遵照制造商的推荐拆下进口阀和出口阀。清理阀门和可及的空气通道的同时还要清楚内部冷凝器及分离器上的沉积物。但是管道中仍然有可能存在沉积物和积炭，这些沉积物和积炭会逐步溶解。加入新油刚开始运行的那段时间按必须对压缩机沿线进行经常性的检查。启动压缩机要按照压缩机制造商的要求方法启动 ，有必要先跑合，采用压缩机普通操作所需要粘度的油，跑合142小时~250小时，然后放掉跑合油。

往复式压缩机故障 篇3

【关键词】往复式压缩机；故障诊断；关键部件；失效

0.前言

往复式压缩机是一种工业生产中使用的通用的机械，广泛的应用于我国的工业事业中。由于往复式的压缩机零部件较多、结构比较复杂并且运动形式也不相同，因此增加了发生故障的几率。在现实中难以找到一个综合性强的检测指标，进行监测压缩机的使用性能。需要严格的分析在往复式压缩机使用中出现的故障的原因，以故障产生的具体的表现形式，之后选择科学的、合理的手段做好对零部件的检测和监测。下面分析其中的关键问题。

1.往复式压缩机故障诊断

1.1机械故障及其机理

1.1.1活塞组件的损坏

在往复式压缩机中比较常见的故障有活塞组件的损坏，对于出现这种故障的主要原因是：①活塞组件的制造不够精良，活塞环的质量差。其中的活塞环的硬度不够均匀或者硬度不合格，经常会引起整个活塞的断裂或者磨损，活塞环的几何精度将会严重的影响到活塞的使用寿命和密封度。②活塞的组件的装配不正确，如果气缸中心线出现水平上的误差，或者润滑道内圈中心上的角度误差和水平误差比较大时，活塞在气缸中的位置不正确。

1.1.2活塞杆的断裂

其中往复式压缩机出现故障的重大的原因有活塞杆的断裂故障，会引起重大的事故的几率比较高。活塞杆的断裂不仅能够损坏活塞的本身，还会使整个机器组件中其他的零部件出现连锁型的破坏，同时还能够引发严重的爆炸事件，造成重大的人员伤亡。并且在6M25的压缩机上面，活塞杆的断裂经常出现在第一二级上面，出现的主要原因是在交变力作用之下长期的疲惫导致断裂，其次还主要是受到长期气体的腐蚀和受到活塞杆的综合机械的性能的长期所致，这些都严重导致往复式压缩机出现活塞杆的突然断裂，出现故障。

1.1.3气阀的损坏

其中的6M25式的往复式压缩机的气阀阀片主要使用的是环片阀结构，它是压缩机主要的零件，但同时又很容易出现损坏，主要的故障是气阀的断裂、磨损和弹簧的失效。其出现问题的主要原因是：①阀导面的磨损使得阀片不能够正常的工作。②密封面出现磨损，升程比较大。③混入的泠凝水或者吸入的杂物出现腐蚀。④弹簧的弹力不够匹配，主要是因为6M25往复式的压缩机总共六级气缸，每一级的压力不同，压力范围比较广，根据不同的气体承受的压力状况，压缩机需要产生适应气体的气流速度，在运行过程当中，经常由于出现工程情况的变化，或者在更换零件的过程中出现失误，使得实际的参数发生变化，影响使用。

1.2热力故障及其机理

1.2.1排气量低

对于6M25往复式压缩机来说，由于它的结构比较复杂，并且是多级的，因此这种压缩机经常会出现故障。其中影响压缩机出现排气量不足的原因主要有：①活塞环出现严重的问题，比如活塞环由于润滑油的质量不好，缸内的温度比较高，这样不但会影响气压，还会影响气量。②压缩机的排气量的温度比较高，气缸的温度也很高导致的。③滑油量不充足，润滑油量不够充足，降低了机器的气密性，引发泄露现象。④填料漏气，活塞杆和填料出现磨损，引起了泄露。⑤排气和吸气阀出现了问题，在阀片和阀座之间存在异物造成了没有严实的关闭，引发了漏气。⑥级压缩机级之间管道的连接处不正常。

1.2.2气缸吸排气温度不正常

6M25压缩机的六级气缸的进气的温度都在50℃之下，排气的温度则需要在120℃之上，但是在实际的生产中经常会出现吸气和排气温度的异常，主要的原因有：①因一级吸气阀不良产生了逆流，一级的吸气管路进行加热，出现一级的吸气温度的异常升高。②因为前一级的吸排气阀的不良产生了逆流，导致级间的气压下降，次级的吸气阀不好使得级之间的气压升高，连接管路的阻力很大，会出现排气的温度异常的升高。③中间级间的排气阀不好产生的逆流，以及在前一级的冷却下降低了效率，使得中间级的吸气温度不正常的升高。④次一级吸气之前由于向机器之外泄露，使得排气的压力下降，出现了中间级的排气温度的异常。⑤阀关闭不严，或者阀片的安装不良、变形损坏等问题引起了吸气和排气温度异常。

1.2.3排气的温度过高

压缩机在正常的工作的时候，会不断的将气体压缩从而产生大量的热量。热量其中的一部分被冷水带走，而另一部分则能够加热活塞和气缸这些零部件。气缸过热产生的主要原因受到了进入的气体的温度的严重影响，由于机器使用的时间比较长久，使得压缩指数和压缩比的变化直接的影响到了压缩机的排气的温度。其中导致排气温度不断上升的原因有：①水垢过于厚。②冷却水的供应不足，同时水温又比较高。③各级之间的冷却效果不好，导致吸气的温度不断升高。④活塞和活塞环出现严重的故障，气缸和十字滑头的滑道不同心，或者出现气缸润滑的故障问题，引起很大的摩擦，产生较多的热量。

2.结束语

综上所述，随着国民经济的飞速发展，工业水平不断进步，促进了压缩机的发展和进步。本文通过简要的分析了压缩机发展的趋势和现状，分析往复式压缩机在使用过程中出现的故障进行诊断，找出出现故障的原因，以求更好的解决故障问题。今后逐渐朝着全方面的方向发展，注重对压缩机多种故障进行研究，使用先进的科学技术，优化压缩机的部件结构，从而提高整个压缩机的性能。 [科]

【参考文献】

[1]张来斌，陈敬龙.基于混沌理论的往复式压缩机故障诊断[J].中国石油大学学报（自然科学版），2012（1）.

[2]周燕峰，马孝，江苑宇.基于信号时频熵的往复式压缩机故障诊断[J].机床与液压，2006（10）.

[3]姚利斌.基于小波包分析的往复式压缩机故障诊断[J].中国设备工程，2006（2）.

往复式压缩机常见电气故障处理 篇4

电气设备故障的类型大致可分为两大类, 一类是有明显外表特征并容易被发现的。例如电动机、电气的显著发热、冒烟甚至发出焦臭味或火花等。另一类是没有外表特征的, 此类故障常发生在控制电路中, 由于元件调整不当, 机械动作失灵, 触头及压接线端子接触不良或脱落以及小零件损坏, 导线断裂等原因所引起。查找电气故障可按下列步骤进行。

1.1 初步检查

电气故障发生后, 切忌盲目随便动手检修。在检修前, 要通过问、看、听、摸、闻来了解故障前后的操作情况和故障发生后出现的异常现象, 寻找显而易见的故障或根据故障现象判断出故障发生的原因及部位, 进而准确地排除故障。

1.1.1问

询问操作者故障前后电路和设备的运行状况及故障发生后的症状, 如故障是经常发生还是偶尔发生;故障时是否听到了异常声音, 是否见到弧光、火花、冒烟、异常振动等征兆, 是否闻到了焦烟味;压缩机是在什么情况下发生故障的, 是刚开机时, 还是工作进行中, 或是工作结束时;故障发生前有无紧急停车和频繁的启动、停止、制动等情况;有无经过保养检修或改动线路等。

1.1.2看

查看有无机械性损伤;触头有无烧灼痕迹, 是否熔焊在一起, 联结电阻是否变化及导线是否变色;电气装置上的零件有无脱落、断线、卡死、接头松动等情况;线圈有无过热烧毁:密封部位有无异常的飞溅物、脱落物、溢出物, 如油、烟, 金星、工作介质等;断路器、热继电器是否跳闸, 熔断器是否熔断:电源是否缺相, 三相是否严重不平衡, 电压是否正常;开关、操作手柄的位置是否合适;限位开关是否被压;操作者的操作程序是否正确等。

1.1.3听

在线路还能运行和不扩大故障范围、不损坏设备的前提下, 可通电试车, 细听电动机接触器和继电器等的运转声音是否正常。运转声音异常是与故障相关联的信号, 也是听觉检查的关键。

1.1.4摸

用手的触觉判别压缩机旋转部位及电动机有无异常振动, 运动时有无冲击;在刚切断电源后, 尽快触模检查电动机、变压器、电磁线圈及熔断器等, 看是否有过热现象;有的继电器, 至触器的辅助触头弹簧压力低, 稍有振动即可能发生误动作:, 更至螺钉旋具的木柄轻轻叩击, 看设备元器件是否跳闸, 来判断开关、接触器动作是否灵活, 有无卡死的现象。

1.1.5闻

判别有无异味, 在压缩机运动部件发生剧烈摩擦、电气绝缘烧损时, 会产生油、烟气、绝缘材料的焦糊味;放电会产生臭氧味, 还能听到放电的声音。

1.2 电路分析

检修简单的电气控制线路时, 对每个元器件、每根导线都进行检查, 一般可较快地找到故障点。但对复杂的线路, 若采用一般检查的方法, 不仅需耗费大量的时间, 而且也容易漏查。在这种情况下, 根据电路图, 采用逻辑分析法, 找出导致故障可能性大的因素, 划出可疑范围, 提高维修针对性, 就可以收到准确而快速的效果。

分析电路时, 结合故障现象和电路工作原理, 通常先从主电路入手, 在电动机主电路所用元器件的义字符号、图区号及控制点上找到相应的控制电路, 再进行认真分析排查, 迅速判定故障发生的可能范围。当故障的可疑范围较大时, 不必按部就班地逐级进行检查, 可在故障范围内的中间环节进行检查, 也可先易后难、先表后里, 来判断故障容易发生在哪一部分, 从而缩小故障范围, 少走弯路, 提高检修速度。

经外观检查未发现故障点时, 可根据故障现象, 在不扩大故障范围、不损伤电气和机械设备的前提下, 进行通电试车, 进一步判明故障及故障区域。试车前可断开负载 (拆除电动机主回路接线或使电动机在空载下运行) , 以分清故障是在主电路上还是在控制电路上, 是在电动机上还是在主电路上, 是在电气部分还是在机械等其他部分。

1.3 断电检查

检查前先断开压缩机总电源, 然后根据故障可能产生的部位, 逐步找出故障点。检查时应先检查电源线进线处有无碰伤而引起的电源接地、短路等现象, 螺旋式熔断器的熔断指示器是否跳闸, 热继电器是否动作, 然后检查电器外部有无损坏, 连接导线有无断路、松动, 绝缘是否过热或烧焦。

1.4 通电检查

做断电检查仍未找到故障点时, 可对电气设备做通电检查。在通电检查时要尽量使电动机和其所传动的机械部分脱开, 将控制器和转换开关置于零位, 然后检查电源电压是否正常, 是否有缺相和严重不平衡, 再进行通电检查。检查的顺序为:先检查控制电路, 后检查主电路;先检查辅助系统, 后检查主传动系统;先检查交流系统, 后检查直流系统;先检查开关电路, 后检查调整系统。或断开所有开关, 取下所有熔断器, 然后按顺序插入欲检查部位的熔断器, 合上开关, 观察电气元件是否按要求动作, 是否有冒火、冒烟、熔断器熔断的现象, 直到查到发生故障的部位。

2 电气故障修复注意事项

找出电气设备的故障点后, 就要进行修复、试运转、记录等工作, 然后交付使用, 但必须注意如下事项。

2.1在找出故障点和修复故障时, 应注意不能把找出的故障点作为寻找故障的终点, 还必须进一步分析查明产生故障的根本原因。例如, 在处理某台电动机因过载烧毁的事故时, 决不能认为将烧毁的电动机重新修复或换上一台同型号的新电动机就算完事, 而应进一步查明电动机过载的原因, 到底是因负载过重, 还是因电动机选择不当、功率过小所致, 因为两者都将导致电动机过载。所以, 在处理故障时, 修复故障应在找出故障原因并排除之后进行:

2.2找出故障点后, 一定要针对不同故障情况和部位相应采取正确的修复方法, 不要轻易采用更换元器件和补线等方法, 更不允许轻易改动线路或更换规格不同的元器件, 以防产生人为故障。

2.3在故障点的修理工作中, 一般情况下应尽量做到复原。但是, 有时为了尽快恢复机械的正常运行, 根据实际情况也允许采取一些适当的应急措施, 但绝不能凑合。

2.4电气故障修复完毕, 需要通电试运行时, 应和操作者配合, 避免出现新的故障。

2.5每次故障后, 应及时总结经验, 并做好维修记录。记录的内容包括压缩机的型号、名称、编号、故障发生日期、故障现象、部位、损坏的电器、故障原因、修复措施及修复后的运行情况等。记录的目的是作为档案以备日后维修时参考, 并通过对历次故障的分析, 采取相应的有效措施, 防止类似事故的再次发作或对电气设备本身的设计提出改进意见。

参考文献

[1]王立群.往复式仪表风压缩机故障分析及解决措施[J].化工设备与管道, 2004, 2.[1]王立群.往复式仪表风压缩机故障分析及解决措施[J].化工设备与管道, 2004, 2.

往复式压缩机故障 篇5

摘 要：随着科技的进步，往复式压缩机被广泛应用到石化、天然气行业中。往复式压缩机具有低噪音、高效率等优点，但往复式压缩机结构复杂，零部件多，其安装调试是一项重点工作，并且安装质量会影响到设备的使用寿命及正常运转，因此应严格把关往复式压缩机的安装质量。本文主要介绍往复式压缩机的工作原理，探讨往复式压缩机的安装质量控制要点。

关键词：往复式压缩机；安装要点；质量控制

往复式压缩机聚集有低噪音、高效率的优点， 目前在石化、天然气行业中得到了广泛应用。往复式压缩机是由多个部分组成的，结构比较复杂，运行中容易出现故障，因此必须注重其安装与调试工作质量，以往内安装质量会影响到设备的使用寿命与运行效率。往复式压缩机安装时，应根据安装施工技术方案的指导，规范各项安装工作，做好各部件安装、位置调整等。良好的安装质量能提高零部件的使用寿命，使压缩机平稳、安全运行，因此应严格把关往复式压缩机的安装质量。本文主要介绍往复式压缩机的工作原理，探讨往复式压缩机的安装质量控制要点。

一、往复式压缩机的工作原理

往复式压缩机一般都是由单个部分组成的，工作腔、曲柄连杆、辅助系统等。曲柄连杆是其中最关键的传动部分，也是动力的主要提供部件，它能实现往复式运动的转换，完成往复式压缩机的排气与吸气过程。往复式压缩机工作可以分为四部分，首先是膨胀阶段。活塞运动造成工作室里面的容积增加，这时残留在内部的高压气体就会碰撞，但这时气阀是关闭的，只有压力小到一定程度才会打开。其次是吸气阶段。气阀在压力差的作用下打开，这时工作室容积增大，不断吸入气体。再次是压缩阶段。活塞反向运行，工作室容积减小，工作室压力增加时气阀还处在关闭状态，气体就会被压缩。第四是排气阶段。当工作室压力大于排气管压力时，就会排出气体。

二、往复式压缩机的安装要点

往复式压缩机主要由电机、机体、气缸、缓冲器、分离器等部分构成的，是分体供货的。各部件运送到现场时，施工人员需要清理各部件，严格遵守操作规范逐步完成安装。

（一）机体安装要点

机体基础就位安装后，要运用临时工具、千斤顶等调整机身位置，目的是保证机身底座表面的纵横中心线与基准线吻合，两者之间的误差应小于5mm。同时调整斜垫铁，保证机组轴中心标高与设计标高值相符，误差应小于3mm。最后对机体中为脚螺栓孔预留的位置进行一次灌浆，灌浆过程中应确保脚螺栓处于底座螺栓孔正中间，灌浆后需要花费5-7天养护固化灌浆层。

（二）电机安装要点

电机安装中可以用压缩机主机为基准，进行找平、找正。电机安装时要认真检查核对，确保电机水平度在0.1mm/m内，对电机轴、主机轴来说，这是安装过程中的关键步骤之一。往复式压缩机的电机采用的是滑动轴承，要确定电机磁力中心线位置，再进行电机轴与主机轴找正对中，这一过程可以通过调节电机垫铁完成，使电机轴向位移偏差控制在0.05mm内。这些调试工作做完后，要把电机、压缩机主机基础的垫铁组点焊接成一个整体。二次灌浆后再进行电机轴与主机轴的找正对中。

（三）曲轴、连杆、十字头的安装要点

曲轴、连杆、十字头等配件出厂时，为了防止生锈，都会采用油封处理。配件安装中，必须先清洗这些配件，确保这些配件的油孔、油槽保持畅通状态。对主轴瓦、连杆大头瓦进行涂色刮研处理，确保这些配件与曲轴颈之间良好接触，接触面积应达到80%以上。采用压铅丝法检查曲轴颈与连杆大头瓦及主轴瓦之间的间隙，曲轴颈与连杆大头瓦的间隙控制在0.12～0.21mm内，主轴瓦与主轴径的间隙控制在0.12～0.21mm内，主轴定位瓦与主轴的轴向间隙控制在0.20～0.40mm内。同时处理连杆小头瓦、销轴等，也采取同样的方法，连杆小头瓦的衬套、十字头销等间隙应控制在0.06mm～0.11mm内。

（四）气缸安装要点

气缸安装是以中体滑道轴心线为基准的，检查、对准各级气缸中心线。气缸倾斜方向与中体滑道倾斜方向要一致，如果方向不一致，要调查清楚原因并采取措施解决。可以通过调整气缸支撑，接筒与机身接触面进行校正，禁止运用加偏垫、借助其他外力等方法进行校正，

（五）填料安装要点

密封填料属于压缩机的重要部件，能防止气缸中的储存物泄露。填料安装前应彻底清理各部件，确保无油污，按照安装序号进行安装，调整密封环，使其在密封室的轴向间隙中。填料安装过程中应注意一些问题：填料室要按照原编号顺序回装，不然会使冷却水短路；检查水路、油路、漏气口，确保通畅；安装后进行水压试验。

（六）活塞安装要点

一般来说，活塞制造出厂时，活塞体育活塞杆已经按照相应的要求进行了连接、固定，成为一个整体。施工现场不需要解体与重新安装。安装活塞环、支撑环时，确保两者在槽内能自由活动，对不同切口的活塞环应交叉装配。安装时检查活塞环、支撑环与活塞环槽之间的间隙。活塞还与十字头连接采用液压方式，连接后用压铅法检查活塞前后止点间隙。此外应检查气缸与活塞的止点间隙、径向间隙等，使间隙数值符合相关规定。需要注意的是，活塞安装中紧固活塞螺栓，必须运用电加热棒进行，不能用其他工具代替电加热棒强行拧紧螺栓；活塞安装完成后，应检查连杆摆动的灵活性，确保连杆灵活摆动。

（七）其他部件安装要点

往复式压缩机结构复杂，部件多，安装中要注意每个部件的安装要点。安装刮油器时，应注意刮油环刃口方向，确保刮油环的刃口方向朝着机身。安装气阀时，应全方位的清洗气阀的各个零件，注意保护气阀的密封面，确保吸排气阀按照操作规范正确安装。辅机安装如缓冲器、分离器等，应按照施工图纸规范操作。由于往复式压缩机容易产生气流脉动，会引发管道振动，所以管路支架应具有可靠性与抗振能力，防止管道振动。

总之，往复式压缩机应严格按照相应的标准，不断优化其设计、安装、维护等。其安装质量会影响到设备的正常运行与使用寿命，安装时必须严格把关，使安装质量符合国家规范与厂家要求，提高安装质量。

参考文献：

[1]李亚东.往复式压缩机安装要点及质量控制探析[J].科技传播，2014（3）.

[2]曾仁强.浅谈往复式压缩机安装要点及质量控制[J].中国石油和化工标准与质量，2013（11）.

往复式压缩机的维护与故障分析 篇6

下面从往复机的结构以及产生的一些典型故障做下简要的介绍。

1 往复式压缩机的结构

往复式压缩机是容积式压缩机的一种。其主要部件包括气缸、曲柄连杆机构、活塞组件、填料 (也就是压缩机的密封件) 、气阀、机身与基础、管线及附属的设备等。

1) 气缸:

气缸是压缩机主要零部件之一, 应有良好的表面以利于润滑和耐磨, 还应具有良好的导热性, 以便于使摩擦产生的热能以最快的速度散发出去, 还要有足够大的气流通道面积及气阀安装面积, 使阀腔容积达到恰好能降低气流的压力脉动幅度, 以保证气阀正常工作并降低功耗, 余隙容积应小些, 以提高压缩机的效率。

2) 曲柄连杆机构:

该机构包括十字头、连杆、曲轴、滑道等。它是主要的运转和传动部件, 将电机的圆周运动经连杆转化为活塞的往复运动。同时它也是主要的受力部件。

3) 活塞组件:

主要由活塞头、活塞环、托瓦和活塞杆。活塞的形状和尺寸与气缸有密切关系, 分为双作用和单作用活塞。活塞环用以密封气缸内的高压气体, 防止其从活塞和气缸之间的间隙泄漏。托瓦的作用顾名思义是起支撑活塞的作用。所以托瓦也是易损件, 托瓦材质的好坏也直接影响压缩机的使用寿命。

4) 填料 (也就是压缩机的密封件) :

活塞杆填料主要用于密封气缸内座与活塞杆之间的间隙, 阻止气体沿活塞杆径向泄漏。填料环的制造及安装涉及“三个间隙”, 分别为轴向间隙 (保证填料环在环槽内能自由浮动) 、径向间隙 (防止由于活塞杆的下沉使填料环受压造成变形或者损坏) 和切向间隙 (用于补偿填料环的磨损) 。目前平面填料多为所谓的“三六瓣型”和“切向切口三瓣型”。

5) 气阀:

是压缩机的最主要的组件, 同时也是最容易损坏的零件。其设计的好坏会直接影响到压缩机的排气量、功耗及运转可靠性。好的气阀应具有以下特点:高效节能 (占轴功率的3%~7%, 气密性与动作及时性完美结合, 寿命长 (一般实际寿命8 000h) , 形成的余隙容积小, 噪音低。温升小, 可翻新使用。目前气阀的材质分为金属和非金属, 就目前的情况看, 非金属材料的阀片的应用越来越广泛。

6) 管线和附属设备:

压缩机的管路和出入缓冲器的设计是否合理将直接影响机组的振动情况。

2 往复压缩机的故障分析

往复压缩机的故障大多发生在气阀、活塞环、填料以及管路等部件上。

2.1 气阀常见故障及分析

2.1.1 吸气阀泄漏或者密封垫片损坏

吸气阀泄漏或者密封垫片损坏主要表现为: (1) 阀温升高, 阀盖发热; (2) 对应的排气阀温度升高; (3) 阀所在级与前一级间压力升高; (4) 压缩机排气量下降; (5) 进气温度升高。

气体经过压缩后温度上升, 吸气阀泄漏或者密封垫片损坏后, 高温气体返回进气腔, 造成阀温升高。进气温度上升, 从而再次被压缩后排气温度升高;另外, 压缩后的气体回流造成前面压力升高, 压力越升高, 排气量下降就越多。

2.1.2 排气阀泄漏或者密封垫片损坏

排气阀泄漏或者密封垫片损坏主要表现为: (1) 排气阀温度升高, 阀片发热; (2) 排气压力下降; (3) 压缩机排气量下降。

由于排气阀泄漏或者密封垫片损坏, 在气缸吸气过程中部分压缩后的高温高压气体回流至气缸使混合气体温度升高, 再次被压缩后温度更高。回流还造成流量下降, 排气压力下降。

2.1.3 负荷调节机构卡涩

负荷调节机构卡涩主要表现为: (1) 负荷调节指示器不动作; (2) 对应的进气阀温度升高, 阀盖发热; (3) 对应的排气阀温升高; (4) 阀所在级与前一级间压力升高; (5) 压缩机排气量下降; (6) 进气温度升高。

符合调节机构如果卡在泄荷的位置会造成吸气阀泄漏, 如果卡在加载位置上则会造成压缩机负载启动, 影响传动部件的使用寿命。

2.2 活塞环常见故障及分析

活塞环常见的故障有: (1) 活塞环断裂; (2) 活塞环涨死, 失去弹性, 不能自由膨胀; (3) 活塞环过度磨损, 间隙增大。

活塞环不能起到密封作用的主要表现形式为: (1) 该级排气温度升高; (2) 该级排气压力降低; (3) 压缩机排气量下降。

对于双作用往复压缩机, 既气缸内一侧在压缩时, 另一侧在吸气, 当活塞环损坏或者涨死时, 不能起到密封作用, 使得盖侧 (或轴侧) 被压缩的高压高温气体通过活塞环窜入轴侧 (或盖侧) 低温低压气体中, 与吸入的低压低温气体混合, 混合之后气体温度升高。又由于压缩气体通过活塞环互窜, 使该级的排气压力下降, 压缩机的排气量也随之下降。

2.3 填料常见故障

活塞杆与填料摩擦磨损严重, 填料中有粉状沉积物, 填料环箍紧, 弹簧失弹或断裂, 造成密封失效故障, 这也是密封失效的主要原因。

2.3.1 工艺介质夹带颗粒物

现场检查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粒组成, 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损, 从而大大缩短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, 必要时可加气固分离器, 分离掉这些颗粒杂物, 就可避免气缸与活塞环、活塞杆与调料摩擦副之间的颗粒磨损。

2.3.2 活塞杆组合密封环紧箍力过大或弹簧失弹

往复式压缩机活塞杆与填料密封处于相对运动状态, 填料环通过抱紧活塞杆来实现对介质的密封, 填料环的抱紧力由弹簧及环径向压差来实现。显然, 弹簧的紧箍力越大, 填料对活塞杆的抱紧力就越大, 活塞杆与填料环的相对摩擦就会越严重, 摩擦产生的热量就越多, 从而造成填料环使用初期温升非常高, 磨损特别厉害。由于填料环常用填充聚四氟乙烯制成, 其热膨胀系数较大, 初始阶段产生的摩擦热量若不能被及时带走, 填料环热膨胀变形大, 加上填料环弹簧紧箍力大, 摩擦磨损加剧, 形成恶性循环, 经过短短几天的剧烈磨损, 当填料对活塞杆的抱紧力趋于减小, 既摩擦力减小时, 填料环与活塞杆之间的缝隙增大, 介质泄漏量增加, 最终密封失效。解决办法是在总体结构不变的前提下, 更换活塞密封环, 调整活塞密封环与缸体之间的间隙, 或采用具有自润滑性能、耐磨性能更好的材料制作活塞环和填料环, 再者可适当降低弹簧紧箍力, 设计引入间隙密封。

弹簧的失弹大多是由于弹簧疲劳所导致, 弹簧质量问题只占少数情况, 只能更换质量好些的弹簧。

2.3.3 填料密封盒冷却水流量偏小

填料密封盒部位的温升主要是由于填料环与活塞杆剧烈的摩擦引起的, 这些摩擦热量应被及时带走。实际上由于填料密封盒用水与缸套用水基本都采用并联形式, 填料密封处的管程长且压降大, 因而导致填料盒冷却水流量不够, 摩擦热量不能被及时带走, 影响了填料的正常使用寿命。因此, 应适当增大循环水压力及流量, 使循环水及时带走活塞杆与填料唤、环摩擦产生的热量, 控制填料盒处的温度不大于60℃。

2.3.4 填料密封处注油量过小或者过大

注油量过大容易造成过多的油炭化, 形成沉积物;过小则填料环润滑效果不好, 磨损速度加快, 影响使用寿命。注油量的确定除了按厂家的标准注入外, 还应该在试车初期, 通过检查密封环处的运行情况, 确定一个合适的量。试车结束后, 打开检查填料处活塞杆上有无炭状物, 以判断注油量的大小。

2.4 管路振动

2.4.1 管路振动的原因

引起往复压缩机及其管线振动的原因主要有两类:一类是由机组运动的不平衡或基础设计不当而引起。压缩机在组装过程中由于技术或质量问题造成机组装配误差大, 引起机组的平衡恶化产生振动。压缩机基础质量太小也可引起压缩机本体振动。另一类是由管线内气流脉动引起。活塞式压缩机吸气和排气的间隙变化可使气体产生脉动。压缩机管线内充满气体时形成气柱, 该气柱是一个具有连续质量的弹性振动系统。受到一定工况条件的诱导就会发生振动。在机组管系的弯头处, 气体运动方向会发生改变, 从而使管线受到气体冲击力的作用。系统管线弯头太多。管线受到的冲击力就会很大, 如果弯头处缺少固定支点, 将会产生剧烈振动。当流体稳定流动时, 管线不产生振动。但当流体运动方向在管线断面突变处变化时, 流体速度发生变化, 导致管线受力改变, 使管线内局部压力变化, 产生一定的脉动, 诱发振动。如果管内有脉动存在, 则管线内各部分的压力不同, 也会成为振源。由于管系内弯头较多, 流体在管线内不断地改变流动方向, 对管线形成冲击, 并且流体自身的状态也发生变化, 这些变化诱发的振动, 其频率与管系固有频率重合或接近时, 则产生共振。

2.4.2 采取的措施

消除共振的最基本的方法是将气流脉动压力减小并将其固定在允许的最小值之内, 使激发频率不等于管路固有频率。具体方法有: (1) 在紧靠压缩机每一级出入口处各设置一个缓冲罐, 改变管系的气柱固有频率。破坏振源与管系振动频率的耦合, 并可降低气流脉动的幅值。但是缓冲罐容积设计不好也会引起振动, 经验表明其应该比气缸行程容积大10倍切尽量靠近气缸。 (2) 在管系的适当位置, 特是管线的弯头处增设固定支撑。并在管线与支点间加垫硬橡胶板, 以改变支撑弹性, 并改变管系的振动频率。 (3) 在管线的适当位置增设孔板, 以改变管系的振动频率。用孔板减振会伴有较大阻力损失, 因此只用于已发生共振且无法改变截面的情况, 其作用远不及缓冲罐的作用。

2.5 撞缸

撞缸是往复机组的重大恶性事故, 主要表现为缸体内发生巨大的撞击声, 严重时导致机组多处损坏, 如缸盖撞飞, 大小头瓦断裂, 甚至发生爆炸。撞缸分为液击和金属撞击两种, 液击声音比金属撞击声要沉闷一些, 但是后果一样严重。防范措施主要是规范日常操作, 防止大量带液;加强巡检, 发现异常声音及时排查。

3 往复压缩机的日常维护

要保证往复压缩机长周期地安全运行, 应该特别注重日常的维护保养。首先必须清楚压缩机产生故障的原因, 特别密切注意压缩机各零部件的异常和振动情况, 严格规范操作。其次, 进行故障跟踪, 加强状态监测和检修管理, 以掌握故障的诊治方法, 具体到日常操作应注意以下几点:

1) 加强对润滑油的监测:定期对润滑油进行指标分析, 及时置换不合格油品;尽量将油压、油温、油位控制在允许范围内。

2) 对有负荷调节器的机组, 要注意备用机组负荷调节器的完好, 定期活动, 以保证负荷调节器灵活好用。否则压缩机如在泄荷状态下开机将直接导致压力超高, 安全阀起跳。

3) 重视盘车, 定期做好备用机组的盘车, 最好是在开启润滑油泵之前盘下车。在开机前的盘车就更为重要了, 日常盘车至少一周一次, 这样可以提前预知机组的异常状况, 避免发生低级错误。

4) 往复压缩机一级入口和级间不可避免地会带液, 但是这些液体一定要及时排掉, 防止气缸大量积液, 造成液击。有时大量带液会使入口过滤器差压升高, 此时应及时清理堵塞的过滤器。

5) 冷却的好坏关系到零部件的寿命, 机组的长周期运行, 对工艺介质、气缸、填料、润滑油的冷却要密切注意, 防止超温。

6) 对于压缩机的检修质量一定要按照检修规程要求检验, 如活塞杆琐紧螺母要切实达到额定的力矩;大头瓦紧固螺栓不可超出额定力矩太多, 防止螺栓塑性变形或者疲劳破坏, 并记录好每次的螺栓长度以作为今后参考。

4 改进建议

往复压缩机的安全高效运行对于装置的节能降豪影响较大, 今后应该考虑改进气量调节方式, 减少无用功耗。现在往复压缩机大多采用出口回流至入口的方式维持压力的稳定及满足工艺需求, 往往有40%左右的功是无用功。如果采取高压变频电机或者先进的气阀结构可以节省大量电耗, 为装置的能耗降低做贡献。

参考文献

往复式压缩机故障 篇7

关键词：往复式活塞,氮氢气,压缩机,故障

往复式压缩机以其产生气体压力大、效率高、可靠性高在工业生产中应用非常普遍, 特别是化工企业, 往复式活塞压缩机发挥着重要的作用。随着生产技术的不断提高, 往复式活塞氮氢气压缩机的应用, 在化工企业生产中应用非常广泛, 已经成为石油和化工生产中不可或缺的重要设备。往复式活塞氮氢气压缩机在持续的生产运行中, 不可避免会发生一些故障, 对正常生产造成影响, 氮氢气如果发生泄漏还会造成火灾隐患, 对生命财产安全造成威胁。因此, 对故障要及时发现和排除, 以保证生产的顺利进行, 排除安全隐患, 避免造成更加严重的安全生产事故。

1往复式活塞氮氢气压缩机常见故障分析

1.1曲轴断裂

往复式压缩机进行往复运动是依靠曲柄连杆完成的, 曲轴断裂故障是指活塞发生撞杆, 机身与汽缸发生脱离开裂的故障。曲轴发生断裂分成两段, 排气管发生严重的撕裂变形。在高压的情况下, 管路中的氮氢气发生泄漏, 氮氢气如果遇到明火, 就会发成火灾或者爆炸, 对人身和财产的安全都具有巨大的威胁, 会造成严重的安全事故。这种故障发生的原因主要是因为曲颈和曲臂过渡的圆角不当, 在经过热处理的情况下, 应力全部集中在圆角位置上并且呈不规则的分布。如果曲轴长期中超负荷的状态下运行, 油气孔逐渐发生起裂直至曲轴发生断裂。

1.2连杆断裂

往复式活塞氮氢其压缩机连杆经过长期的持续运转, 连杆的螺栓逐渐老化出现塑性变形, 螺栓的钉头发生松动, 与断面相脱离而产生了偏心负荷。另外螺栓的质量问题, 也是造成连杆发生断裂的原因之一。连杆发生断裂, 会造成十字头滑履、罐焊口和冷却器等多种部件发生故障。

1.3活塞杆断裂

活塞杆断裂对生产运行的稳定性和持续性造成严重影响, 而活塞杆断裂在化工企业的压缩机故障中又很常见。实践中发现, 活塞杆断裂的位置主要集中在紧固活塞的螺纹位置以及十字头连接螺纹的位置。究其原因, 是因为在对设备进行设计的过程中, 没能考虑到运转拉力对活塞杆的影响, 在设备安装的过程中, 预紧力过大, 使活塞受到的撞击力远超过了活塞杆的承载极限, 长期运转势必会造成活塞杆发生断裂。

1.4排气量不足

往复式压缩机中长期的运转中过滤清器重积累了大量的污垢造成了堵塞, 吸气阻力增加, 对气量造成不利的影响, 造成排气量不足。气阀的阀片和阀座之间有杂质存在, 使得二者间关闭不严有漏气现象, 对排气量造成不利影响, 同时还会对压力和温度造成影响。另外气缸、活塞、活塞环因本身质量的原因或者长期的使用受到严重的磨损, 汽缸余隙过大造成泄露量的增加直接对排气量造成不利影响。

1.5排气温度不正常

排气温度不正常多表现为排气温度高于设计值。排气温度受多方面因素的影响, 如进气温度、压力比、滤网情况、气体压缩指数等等。从生产实践中看, 造成排气温度高的原因主要在于吸气温度过高。冷却器供水不足或者换热效果不良, 直接会造成后面段的吸气温度高, 相应的排气温度也会高。另外气阀、活塞环等密封装置发生漏气不仅直接会造成排气温度升高, 同时会造成各级间的压力发生变化, 在压力超过正常值的情况下, 排气温度必然会升高。过滤器滤网的堵塞影响压缩机的正常做功, 也会导致排气温度升高。

2往复式活塞氮氢气压缩机故障排除方法

2.1提高压缩机排气量

要排除曲轴断裂的故障就要从根本上降低曲轴长期超负荷的水平, 提高压缩机的排气量。首先要注意氢气对过滤器进行彻底的清理。过滤器长期的运行会积累大量的污垢, 将污垢清楚啊, 同时缩短吸气管, 加大吸气管的直径, 可以有效的降低吸气阻力, 提高吸气量, 相应的增加了排气量。其次, 设备内部活塞、气缸等部件的磨损会造成气体的泄漏, 从而影响到排气量, 进而加大了部件的磨损率。在对气缸、活塞安装的过程中, 合理的控制间隙, 可以有效的降低磨损, 间隙的大小可根据活塞的材质和质量情况加以确定。最后, 控制气阀的弹簧力保持适中, 弹簧力过大或者过小都会影响阀片的正常工作。合理控制弹簧力, 应与气体通道界面和阀片的生程相结合。

2.2对温度进行控制

为了保证往复压缩机排气温度的政策, 需要找到导致温度升高的原因, 并采取有效的方法加以控制。首先, 对排气温度加以控制, 提高膨胀阀的开启都和吸气的压力, 如果排气温度高, 可采取改变吸气管长度、增加冷却水量的方法加以解决, 同时配合对不凝性气体量加以控制。其次, 定期更换润滑油, 选择品质良好的润滑油, 定期检查压缩机的部件, 对有磨损迹象的部件提早更换。最后, 保证冷凝器保持恒定的温度, 定期清理冷凝器的结垢, 尽量降低制冷剂, 同时将冷凝器的传热面积适当的增加。

2.3控制压缩机压力

首先, 对滤清器定期进行污垢的清理, 疏通排气管道, 降低吸气管的吸气阻力, 并根据实际生产条件控制排气量保持在标准范围内。其次, 降低填料函的漏气量, 严格按照要求安装填料函, 预防填料函与活塞杆之间的磨损, 中填料函位置定期加润滑油, 以保证冷却和密封作用的充分发挥。控制压紧气阀压紧力适宜, 压力过大和过小都会对气阀的做功造成不利的影响, 根据阀腔直径和大气体压力来确定压紧力。

3结语

综上所述, 往复式压缩机的正常运转需要在日常的工作中加强维护和管理, 定期对压缩机的运行情况进行巡检, 对有磨损迹象的部件做到及早发现, 及时更新, 以保证设备能够保持持续稳定的运行, 更能预防安全事故的发生。在实际工作中要注意积累经验, 不断提高故障的判断力和检修技术, 对检修周期进行合理的控制, 既满足生产的需要又延长了设备的使用寿命。

参考文献

[1]王立新, 朱艳芳.压缩机的故障原因及对策[J].科技创新导报, 2012 (5) .

[2]付宁.浅谈压缩机的故障原因及对策[J].科技创新导报, 2013 (23) .

往复式压缩机故障 篇8

往复式压缩机的运动部件是一整套曲柄连杆机构, 在工作时既有加速和减速运动, 又有旋转和往复运动。压缩机在工作负荷下, 作用在活塞、连杆、十字头和曲轴上的力有惯性力、气体力和摩擦力。惯性力有两种, 即曲柄旋转时产生的旋转惯性力和活塞、十字头组件往复运动时的往复惯性力, 连杆运动时则兼有这两种惯性力的作用。在这些力中, 气体力和摩擦力属于机器的内力, 不会传递到基础上去, 只影响到机身、中体、缸体、缸盖以及各运动零部件的受力状况和机器的磨损及功耗状况。但是旋转惯性力、往复惯性力、旋转阻力矩都是随曲柄转角变化的自由力和力矩, 它们作用于机体轴承座上, 通过地脚螺栓传给基础, 使基础产生振动, 而基础对机体的反作用力也同样使机器产生振动。另外, 从压缩机的受力分析中可知, 活塞力通过连杆作用在曲轴上的一个垂直于气缸轴线的分力与十字头作用在滑道上的侧向力, 构成一个有使压缩机倾倒趋势的倾覆力矩, 该力矩也是一个随曲柄转角而呈周期性变化的自由力矩, 传递到基础, 也会引起基础振动。

1压缩机振动的基本形式和原因

往复式压缩机由于存在旋转惯性力、往复惯性力和力矩, 将会引起机器和基础的振动。除了这种机械运动引起的振动之外, 往复式压缩机由于间歇性吸气和排气, 气流的压力脉动还会引起管路振动。如果气流脉动频率恰好与气柱或管道自振频率相同, 就会产生管道共振。这种共振将带来严重的后果, 不仅引起压缩机和基础、管道各连续部分松动, 严重时甚至会振裂管道。

上述这些振动问题往往是在设计、制造中产生的。另外, 往复式压缩机由于安装和操作不当也会带来一些故障振动问题。往复式压缩机可能发生振动的部位及原因见表1。

2故障诊断实例

某空压机站有多台某型空气压缩机, 曾出现过多起一、二级气缸十字头连杆断裂事故和基础地脚螺栓松动引起振动的故障。该机型为2列、对称平衡式, 机器的技术参数如下:排气量≥102 m3/min;一级排气压力0.2 MPa;二级排气压力0.8 MPa;轴功率540 kW;转速500 r/min。

在机器上共布置了7个测振点:第1、2点布置在曲轴两端轴承座上, 主要检测电动机同曲轴的连接状态信号、曲轴旋转部件故障的振动信号, 也可为其他测点的振动信号分析提供参考;第3点、4点、5点、6点布置在一、二级气缸体和一、二级十字头导板部位, 主要检测气缸体、活塞、连杆、十字头等往复运动部件工作过程中的振动信号;第7点布置在曲轴箱底座上, 主要检测曲轴箱机身底座的振动信号。每一测点均测量水平方向、垂直方向和轴向3个方向的振动值, 用数据采集器采集信号。根据每台机器测试数据的积累, 采用同型号压缩机之间的数据类比以及压缩机本身在不同时间段的数据类比, 判别是否存在故障, 并根据信号特征诊断出故障的部位和原因。

(1) 第一次监测, 发现该型压缩机的3号机比4号机在测振点1上的振动值高出很多, 其中水平方向上高出4倍, 垂直方向上高出1倍, 轴向高出1倍多。从测振点1水平方向的频谱图上可见, 3号机的工频成分幅值为2.1 mm/s, 3倍频、5倍频成分的幅值也非常高, 而对比4号机同测点同方向上的工频成分幅值, 仅为0.4 mm/s。由此确定3号机存在故障, 由于测振点1位于靠联轴节端的轴承座上, 初步诊断为联轴器对中不良或该端机座松动。经过检查, 发现曲轴箱靠电动机端的底座地脚螺钉松动情况严重, 引起该处测点很高的振幅。停机后紧固地脚螺栓, 振幅就大幅度下降, 处理前、后的振幅值见表2。

(2) 第二次监测, 发现4号机测振点3 (位于一级气缸部位) 三个方向上的振幅较上一次测量值有较大幅度上升, 振动幅值呈迅速上升趋势, 在短短的半天时间内, 同一测点上4号机比3号机的通频振幅几乎大了近1倍, 工频成分高出3倍, 前者还存在明显的4倍频成分, 证明4号机的一级缸体部位存在故障。当即决定停机检查, 结果发现一级缸十字头螺栓松动, 使活塞、连杆和十字头在运动中产生较大的撞击力。经过调整以后, 该测点的振幅基本恢复到原来状态。

3结论

(1) 气缸上的测振点 (上例中测振点3和4) 在径向和轴向上的振幅对活塞在缸体内运行情况的好坏比较敏感。径向和轴向振幅明显上升, 说明活塞、连杆、十字头存在松动, 在往复运动过程中发生直线位置偏移。

(2) 地脚螺栓松动, 在机座垂直方向上的振幅将会明显上升。

(3) 十字头滑道处径向振动明显上升, 反映十字头与滑道接触不良。

(4) 通过同类机组振动情况的相互比较和机组自身不同时刻的振动情况比较, 有助于判别机器是否存在故障和故障发生的程度。

参考文献

[1]王江萍.机械设备故障诊断技术及应用[M].西安:西北工业大学出版社, 2001.

[2]盛兆顺.设备状态监测与故障诊断技术发展及应用[M].北京:化学工业出版社, 2003.

[3]杨国安.机械设备故障诊断实用技术[M].北京:中国石化出版社, 2007.

往复式压缩机故障 篇9

1 天然气压缩机的应用及类型

伴随石油天然气产业的蓬勃发展, 天然气压缩机组的规模和应用范围不断扩大, 在油田开采、长输管线、小城镇CNG配气系统等方面, 天然气压缩机都已成为主要的动力设备。

1.1 天然气压缩机的应用方兴未艾

天然气压缩机在油田增压 (气举) 、“西气东输”, 以及城市燃气管道方面的运用已为人们所熟知, 而方兴未艾的CNG供气技术则值得一提。相比较于煤制气、油制气、液化天然气 (LNG) 、液化石油气 (LPG) 混空气等传统气源, 压缩天然气 (CNG) 是把长输管道分输站送出的天然气经由门站再输送到CNG母站, 然后加压至2025M P a区间, 并以气态储存于容器, 其压缩比为276:1。由于压缩天然气仅经过减压处理, 其工艺简单、费用低廉。除了可以作为清洁汽车燃料外, CNG已经开始发挥城镇调峰补气和担当燃气管道过渡气源的重任。而这其间, 天然气压缩机组起到了至关重要的作用。

1.2 天然气压缩机类型多样

一般的天然气工业用压缩机主要有四种, 分别是往复式、轴流式、离心式和回转式压缩机。气田开采中最常见的是往复式和离心式, 而涉及到气田内部用压缩机进行增压集输与气举工序时, 大多采用往复式压缩机。CNG母站的减压过程中就采用活塞式往复压缩机。其中, 以美国COOPER公司生产的橇装整体式燃气摩托天然气压缩机和ARIEL公司生产的橇装分体式天然气压缩机著称。

2 往复式压缩机的常见故障

曲柄连杆机构和气缸是往复式压缩机最主要的运动部件, 该部件在工作时包含旋转运动和往复运动, 因此, 它才被称之为往复式压缩机。

2.1 往复式天然气压缩机的适用性

(1) 关于压比。在实际运用中往复式压缩机的压比必须保持在1∶2到1∶6之间, 因为, 高于此区间的压比会使压缩机的机械效率和热效率降低, 从而导致较高的排气温度和机械应力。美国的压缩机权威汉隆 (Hanlon Paul) 把往复式压缩机的排气温度限制在180~205℃区间内。压缩机每级增压值不得超过7MPa, 大型压缩机控制在20M P a范围内, 小型压缩机最高出口压力限制在40 MPa以下。

(2) 级数与气缸。在假定压比相同的情况下, 压缩天然气环节中的排气温度越高, 越应该采取多级压缩。但考虑到固定余隙下气缸的压缩比和效率, 往往把低压级调节到稍高的压比, 则更有利于天然气压缩机的运行。

(3) 行程和转速。低功率的情况下工作站需要行程短、重量小、速度快的压缩机;高功率情况下一般采用行程长、重量大、速度慢的压缩机更合适。综上所述, 如果出现与之情形不适应的情况, 天然气压缩机就会在一定程度上发生故障。

2.2 往复式压缩机常见故障与分类

按照故障的定义, 往复压缩机的故障就是指它丧失了应达到的规定热力性能或机械功能。除了管理职责和人为因素外, 天然气压缩机主要存在有热力性能故障、机械性故障和耦合故障。

(1) 热力性故障表现为压缩机的温度、压力、排量等指标达不到或超越规定值。

(2) 机械性故障表现为机器运行中的异常振动、噪声、摩擦过热等。

(3) 耦合故障指除自身结构性故障 (如气阀故障、部件磨损等) 外, 天然气压缩机还存在如管线气流脉动、机组喘振及共振等耦合故障模式。实际工作中, 以上三种故障并非单独存在而是同构且共生性的, 本文的重点是从热力性故障的角度来考察天然气压缩机的实际操作性。

3 往复式压缩机热力性能故障的产生与规避

3.1 热力性能故障产生的原因

热力性能故障, 即指压缩机在运转时排气压力、各级进、排气量、温度等热力性能指标达不到规定要求。而现实操作中, 压力、气量、温度三者指标相辅相成亦互相影响克制, 一者出问题必祸及其余, 从而导致压缩机的工作效率低下。

首先, 级间压力和排气压力不正常的主要原因, 很可能在于气阀、活塞环及级间冷却发生了故障。其次, 气量异常的原因表现为以下几种情况:

(1) 进气滤清器堵塞, 直接导致气量下降;

(2) 电压不稳、频率低于50Hz, 使同步电机转速降低;

(3) 气缸磨损后有漏隙、活塞环咬死、压缩腔泄漏等导致泄漏系数下降;

(4) 气缸填料漏气;

(5) 机体冷却不良等。第三, 排气温度升高的原因存在于中间冷却环节恶化, 让下一级吸气温度循环上升;或者是排气阀泄漏使高温气体回窜气缸, 使得压缩过程重复加热气体。

那么, 如何规避以上可能出现的热力性能故障, 最充分地利用压缩机效能呢?

3.2 怎样规避天然气压缩机热力性能故障

首先, 实施设备管理、维护责任制, 量化监管和考核指标。开展日常性的压缩机故障巡诊, 针对以上分析到的压缩机热能性故障机理, 有目的地检测和记录各级压力、温度、气量等参数值;以小时为单位对负责小组进行绩效考查与奖励, 把可能产生的隐患早一步排除。

其次, 建立精确的数字控温监测系统。做到:

(1) 实时、正确地反映天然气压缩机系统运行状态, 有效防止意外故障发生;

(2) 一旦工作机组出现异常情况, 系统能够对故障进行及时示警;

(3) 既能够显示诸如温度、气量等监控对象当前数值, 也能够记录并回放和对比过去的数据。

(4) 能够预测压缩机工作状态及趋势变化, 对将要发生的故障超前警示, 并给出故障处理初步方案。

第三, 配备完善的自动保护装置。在压缩机的自动控制上, 增添必备的超温、超压、振动、超转速和超油位等超越负载的联动保护装置, 并把以上监控站监测与人工巡察有机结合起来, 达到人机一体, 综合监控。

综上所述, 只要有针对性地做好天然气压缩机温度、气量、压力等参数的监测和检验, 有效地规避各种故障的发生, 就可以使压缩机真正做到优质、高效、低耗地运行, 为我国21世纪的天然气输送战略打下坚实的基础。

参考文献

[1]杨俊杰, 陈志斌.城镇CNG与LNG供气方案的经济分析[J].煤气与热力, 2003, 23 (1) [1]杨俊杰, 陈志斌.城镇CNG与LNG供气方案的经济分析[J].煤气与热力, 2003, 23 (1)

[2]宋敏.天然气压缩机组配置优化设计[J].天然气工业, 2008 (01) :124[2]宋敏.天然气压缩机组配置优化设计[J].天然气工业, 2008 (01) :124

[3] (美) 汉隆 (Hanlon Paul) 著, 郝点等, 译.压缩机手册[M].北京:中国石化出版社, 2003.[3] (美) 汉隆 (Hanlon Paul) 著, 郝点等, 译.压缩机手册[M].北京:中国石化出版社, 2003.

往复式压缩机故障 篇10

【摘要】本文以中国煤制油化工有限公司榆林化工分公司聚乙烯装置增压机/一次往复压缩机为研究对象，介绍了增压机/一次往复压缩机的结构及特点，通过对日常所遇到的一些故障的处理，从而在操作维护方面提出了延长增压机/一次往复压缩机运行周期的建议和措施。

【关键词】往复压缩机操作维护故障长周期

概述

中国神华煤制油化工有限公司榆林化工分公司30万吨/年高压聚乙烯装置引进德国Basell公司LUPOTECHT管式法反应器技术，装置采用脉冲反应器技术，以过氧化物为引发剂，分四点注入反应器的不同区域，合理利用反应热来副产低低压蒸汽；一次/增压压缩机和二次压缩机配备合理；反应器上设有紧急泄压阀，能够快速降壓保护低压分离器；产品结构合理，能生产均聚和共聚产品。

装置由德国UHDE工程公司进行基础设计，大庆石化设计院进行部分详细设计，由中国石化第十化工建设公司建设。装置于2013年5月开工建设，预计2015年7月全面建成中交。

1、增压机/一次往复压缩机概述

1.1增压机/一次往复压缩机的相关参数

增压/一次压缩机（PK1201）型号：8B6A-2.97_1，对称平衡式，增压压缩机采用往复活塞式压缩机，无备机，三段压缩，采用电机驱动（与一次压缩机共用一台电机）。与主机配套提供冷却器、分离器、电机、润滑系统、冷却系统以及保护压缩机安全运行的控制联锁系统。

增压机数据表

一次机数据表

1.2增压机/一次往复压缩机的结构

压缩机的结构型式虽然复杂，但其设备主要组成部分包括机身、中体、传动部件、气缸组件、气阀、密封组件、气缸油润滑系统、曲轴箱润滑系统、冷却系统、缓冲、分离以及气路系统等。

1.3增压机/一次往复压缩机的工艺流程

界区来的新鲜乙烯经压力控制阀进入LDPE装置，经新鲜乙烯加热器E1201后进入增压/一次压缩机C1201第四段吸入侧。新鲜乙烯预热器E1201用于寒冷季节时对新鲜乙烯在温度控制下，用低低压蒸汽加热。

增压/一次压缩机C1201为一台水平移动活塞式的六段压缩机。增压段（一次压缩机的一段、二段和三段）对低压循环气体进行压缩，压力从约0.02MPaG升压到2.96MPaG（设计工况）。一定数量的压缩气体作为驰放气，经过内部冷却器C1201E3和入口分离罐C1201V3后，在三段的出口处分出，去乙烯装置精制处理回收乙烯。压缩气体的主要部分和新鲜乙烯进料进入四段入口后，经一次压缩机，最终达到约28.5MPaG。设计的质量流率为17吨/小时（增压机）和65吨/小时（一次机）。为了调节压缩机要求的吸入温度，在每一段的出口处都有段间冷却器C1201E1～C1201E5和后冷器C1201E6，C1201E1，E2，E4，E5用循环水冷却，C1201E3用冷冻水，C1201E6用冷媒。段间冷却器下游是分离罐C1201V1～C1201V5，这些罐与废油收集罐V1202相连接，把从活塞杆法兰处泄漏气体夹带的油收集起来。V1202收集的废油，经C1201废油泵P1201A/B打到废油罐中，废气排至火炬。分离罐C1201V1～C1201V5的排液由操作工启动顺序控制程序实现，通过检测排出气体的流量开关来停止排液。另外，在一段到六段汽缸的上游，设有脉冲阻尼器C1201V11/V21/V31/V41/V51/V61，在一段到五段汽缸的下游设有脉冲阻尼器C1201V12/V22/V32/V42/V52/V62。压缩机每段的第一级填料泄露的高压泄露气经过C1201V8分离废油后送到增压压缩机的入口。C1201V8中的废油定期排入到废油收集罐。压缩机每段的第二级填料泄露的低压泄漏气经由C1201V9和C1201P9排入V1202。压缩机有用于开停车和能力调节的自动操作旁路线。增压机的负荷控制通过一段和三段的旁路调节来实现。而且，增压机的100%到50%的负荷控制也可以通过入口卸荷阀来实现。一次压缩机的负荷控制通过四段和六段的旁路调节来实现。同样的，一次压缩机的100%到50%的负荷控制也可以通过入口卸荷阀来实现。调整剂丙醛（PAL）在流量控制下注入到四段出口侧，丙烯注入到压缩机的进料气体中（四段吸入侧）。从新鲜乙烯进料线引一条管线到一段吸入侧以使装置低压循环系统在开车前充满乙烯气体。压缩机的每一段都设有一个安全阀，其排放气体都送入火炬收集器。一旦二段到六段内部冷却器中的某根管子破裂，在每个冷却器或加热器的壳程设置的爆破片将用来保护冷却水或蒸汽系统。

2、增压机/一次往复压缩机常见故障分析及对策

增压机/一次往复压缩机在日常运行工过程中，极少量的是会在没有任何预兆的情况下突然出现故障状态的。日常运行过程中要正确的优化操作维护设备，做好维护和检修工作，要尽可能把设备故障消失在萌芽状态。为了便于对增压机/一次往复压缩机的一般故障有初步的了解和诊断，本段落对设备常见故障及对策作一些概括性的叙述。但需要特别说明的是，岗位操作人员在增压机/一次往复压缩机发生不明故障时，不能仅仅单凭所叙述的内容进行修理，而应根据压缩机的相关技术资料，充分了解增压机/一次往复压缩机的结构性能，结合具体情况作具体科学有力的分析，及时的并科学有据的判断原因，把维修做到高水平、高质量。

2.1常见工艺系统故障及对策

由于增压机/一次往复压缩机的结构特点及运行工况苛刻，设备在正常运行过程中不可避免的出现波动或故障，这里所描述的异常波动及常见故障及对策详见下表。

3、增压机/一次往复压缩机优化操作要点

3.1辅助系统

检查曲轴箱润滑油系统油温（换热器后）TE12A53在41～45℃正常范围内，油压PT12A55、PT12A56、PT12A57在0.45MPa左右，且不低于报警值0.25MPa，油箱液位在上下限之间；

检查气缸润滑油系统油温TI12A60正常，在45～60℃范围内，脉冲流量FSL-12A61在2Pulse/min以上，油箱液位在上下限之间，通过视镜检查确认各润滑点畅通，注油量正常；

检查曲轴箱润滑油过滤器压差PDIS12A51在0.01～0.07MPa之间，且不高于报警值0.1MPa；

通过视镜检查确认各润滑点畅通，注油正常；

检查确认界区循环水供水温度小于28℃，供水压力大于0.4MPa，符合工艺要求；

检查缸套、级间冷却器、油冷器、电动机、活塞杆填料函等部位冷却水循环正常，无堵塞；

检查确认界区低压氮气系统压力为0.4～0.6MPa，符合工艺指标要求，各部位保护氮气压力、流量正常。

3.2增压机/一次往复压缩机本体设备

检查曲轴箱框架振动VI12A77/78不高于8mm/s，各段气缸缸体振动均不高于25mm/s，机组地脚螺栓无松动，各部位无异常振动；

检查密封泄漏是否符合标准；

检查各段出入口温度、压力是否正常（指标如开机最终状态“状态确认”部分）；

检查机组各传动部位有无异常响声；

检查各主轴承温度TI12A70～75在40～75℃正常范围内，不高于80℃；

检查各段活塞杆下沉位移在正常范围内（指标如开机最终状态“状态确认”部分）。

3.3主电机

1）检查主电机运行中是否有异常响声；

2）检查主电机正压通风压力PI12A87/88/89不低于0.2KPa

3）检查主电机电流EWI-C1201是否正常

4）检查主电机绕组温度TI12A81～83不高于145℃

5）检查确认主电机轴承温度TI12A85/86不高于90℃

6）检查确认主电机轴承振动VI12A81/82不高于12.5mm/s

3.4工艺系统

1）检查各段出入口温度、压力是否正常，符合工艺指标（指标如开机最终状态“状态确认”部分）；

2）检查进出口管线、阀门、安全阀等是否无泄漏；

3）检查工艺气管路有无异常振动；

4）检查确认各段分离器S1～S5液位LT12103/06/16/09/12均不高于70%，及泄漏气分液罐SA1、S8液位不超过上视镜，对液位高于标准的及时进行脱油操作。

3.5仪表

1）检查各仪表元件指示正确；

2）检查现场仪表元器件接线有无松动、脱落；

3.6常见注意事项

1）检查曲轴箱润滑油系统、气缸润滑油系统、段间分离器排油管路所有电伴热运行情况

2）检查曲轴箱润滑油系统、气缸润滑油系统油箱电加热器HEA-12A50和HEA-12A60，以及主电机空间电加热器HEA-12A03运行情况。

4、增压机/一次往复压缩机预知维护

4.1预防性维护的重要性

通过定期执行预防性维护，可以改善以下方面：

1）延长设备的使用寿命。

2）防止设备故障和损坏。

3）增加人员和机器的安全性。

4.2维护的先觉条件

1）安全注意事项

工艺气体存在危险，小心工艺气体的污染，所有会接触工艺气体的部件在安装前必须对其清洁度进行检查，进行大修或更换备件时，必须确保在组装或安装前对所有主要表面按照清洁规定进行清洁，如怀疑存在清洁问题，请重复清洗程序。

2）维护指南

应该根据到期时间执行调整、预防性和修复性维护。定期检查设备部件（例如压力容器、冷却器、阻尼器、分离器等）的沉淀和腐蚀情况。对于松动的触头和损坏的电缆，应立即加以修复。保护设备的所有部件，如主电动机、油泵和冷却系统泵、气动控制系统、液压控制系统等，防止意外启动。在开始任何检查或修理之前，切断配电箱的电源，并且用挂锁把开关锁在“OFF”位置。

5、结束语

目前国内高压聚乙烯装置在用增压机/一次往复压缩机运行水平与国外高水平运行维护设备存在较大差距，分析原因不难发现，主要是我们设备运行无法高效的保持长周期运行，运行维护成本较高。这就要求我们专业技术人员以及增压机/一次往复压缩机操作维护人员要善于总结分析出各类常见故障的具体原因，尤其是故障前期的各种异常现象，据统计增压机/一次往复压缩机故障在最初期发现，超过一半的故障可以通过有效地操作调节或者是在故障萌芽狀态及时被发现后，采取及时有效地措施可以减轻设备故障造成的后果、避免设备故障的发生或者大大延缓设备故障发生的时间；提高了设备运行水平，极大地提高了运行效率。有效的日常操作增压机/一次往复压缩机，合理的维护保养及故障预判，科学的检维修是增压机/一次往复压缩机平稳长周期运行最基本的也是最重要的保障。

参考文献

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[5]刘卫华，郁永章，昂海松.气阀故障诊断的实验研究[J]压缩机技术，2002（2）

[6]董智坚.浅谈大型往复压缩机组的安装[J].科技创新与应用，2013（01）

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往复式压缩机故障 篇11

一、压缩机设计与故障工况下热力计算

该压缩机为双列对动式压缩机, 设计Ⅰ级进气压力0.9MPa (A) , Ⅱ级排气压力8.5MPa (A) , 设计排气量50Nm3/min, 原气阀为金属环状阀。装置改造后压缩机降压运行, Ⅱ级排气压力一直在4.1～4.5MPa (A) 范围内波动。排气量约40Nm3/min。气阀寿命很短, Ⅰ级排气阀寿命尤其短, 阀片经常出现断裂、缺口等故障而使气阀失效。

1. 设计性热力计算

压缩机的热力计算是以热力学理论为基础, 根据气体的压力、容积和温度之间存在的特定关系, 结合压缩机具体的工作特性和使用要求进行的。其目的是要求得最有利的热力参数 (如各级的吸排气温度、压力和所耗功等) 和适宜的主要结构尺寸 (如活塞行程、汽缸直径等) 。

对该压缩机进行设计性热力计算得出, 压缩机几乎能达到等压力比分配, 各级排气温度符合要求, 标态流量与设计值很接近, 两级活塞力差别不大, 压缩机设计参数及结构尺寸等完全符合工艺要求, 电机功率在设计值内, 即电动机选取符合要求。可见, 压缩机选型及电动机选取没有问题。

2. 气阀故障频发时压缩机热力计算

以2009年气阀故障频发时压缩机的运行工况来做热力计算 (校核性热力计算) , 确定该工况下压缩机的压力比分配、容积流量、轴功率、排气温度、活塞力、动力平衡等情况, 以此挖掘压缩机的运行特性和气阀故障原因。2009年气阀故障频发期压缩机平均运行参数:一级进气压力0.8MPa (A) , 二级排气压力4.2MPa (A) 。

校核性热力计算的步骤和设计性热力计算方法类似, 只是压缩机行程容积、缸径已知。按照新工况及等压比原则初算级间压力及两级容积系数。在计算级间压力时引入假想工作容积, 即根据相邻级的汽缸工作容积关系计算出实际级间压力, 为检验计算压力的准确度, 采用压缩机每一级在每一转 (曲轴旋转一周) 中的进气量 (换算到第一级进气状态) 应相等的原则, 进行复算, 直至两级进气量的最小值和最大值的比值大于0.97～0.98, 表明计算足够准确。最后计算排气温度、轴功率和最大活塞力等参数。本次级间压力核算总计8次达到精度要求。将校核性热力计算部分数据列于表1。

从校核性热力计算结果看出, 压缩机两级压比相差很大, 两级最大活塞力相差也很大, 因总压比降低, 电机功率储备富裕很多。可见, 装置改造后未能考虑机器本身结构及运行参数与设计参数的变化, 造成压缩机两级压比匹配严重不合理, 导致两级综合活塞力差距加大, 压缩机曲轴受力不平衡加剧, 首级排气温度增高等。即该压缩机已不适合装置改造后的工艺要求。仅通过对机器进行修理, 提高装配精度已无太大意义。要使压缩机仍然平稳运行, 使其满足工艺要求, 只能尽量设法使两级压比匹配。

二、气阀故障分析

1. Ⅰ级排气压力高的根源剖析

结合气阀故障频发时热力计算参数和实测压力及气阀设计参数 (2006年设计) 来分析气阀故障的产生原因。由表2可以看出, 理论计算出的Ⅰ级排气压力小于实测压力, 相应Ⅱ级实测进气压力高于计算压力, 需对此进行分析。图2为汽缸布置及级间吸、进气示意图。Ⅱ级排气压力由排气系统“背压”决定, 一般保持稳定不变。同样, Ⅰ级排气压力也由Ⅱ级吸气压力决定。现研究Ⅰ级排气阀和Ⅱ级吸气阀的启开条件及造成Ⅰ级排气压力升高的原因。

MPa

(1) Ⅰ级排气阀弹簧刚度分析。由表2可看出, 气阀的设计参数与运行参数有很大的出入, 因此气阀弹簧需要重点考虑。阀门不能及时开启和关闭的根本原因多在控制阀片升降的弹簧上。弹簧过软则阀门容易提前开启和延迟关闭, 弹簧过硬则阀门容易延迟开启和提前关闭。

因为汽缸一定, 容积系数一定, 活塞环及填料泄漏系数也已考虑在内, 则理论计算出的排气压力一定。而实际压力表安装在排气阀出口连接缓冲罐的管道上, 实际排气压力的高低取决于级间容积所接受的气体与所输送的气体之间的平衡关系。当这两种气体量的平衡遭到破坏时, 相应的级间压力就会自动提高或降低, 得到新的平衡状态。理论计算出的Ⅰ级排气压力小于实际测量压力, 则必然导致Ⅱ级吸气阀吸入量小于Ⅰ级排气阀排出量, 造成缓冲罐内憋压, 压力增大。

Ⅰ级排气阀弹簧刚度不够, 则在进气初期, 缓冲罐内背压未增大, 气阀提前打开, 排气量增多, 直到Ⅱ级吸气阀未能全部吸入所有Ⅰ级排出气体, 缓冲罐内背压增大, 此时, 气阀不存在提前开启的状况, 而只能产生关闭不及时即延迟关闭的问题。缓冲罐内高压气流回窜至Ⅰ级缸内膨胀, 使汽缸容积系数减小, 吸气量减小。但回窜量不会太大, 因缓冲罐内高压气体回窜的同时与弹簧力共同作用使阀片冲向阀座而关闭。

再者, Ⅰ级排气阀“背压”升高, 而Ⅰ级理论排气压力要克服弹簧力与“背压”共同作用而开启, 唯有弹簧刚度较软会出现此情形。

(2) 中间冷却器结垢对级间压力的影响。依据压缩机拆检情况, 发现中间冷却器结垢严重, 势必影响Ⅰ级排出气流的冷却程度。冷却效率低时, Ⅱ级吸气温度升高, Ⅱ级排气温度也偏高, 但由于Ⅱ级压比低, 排气温度在设计范围内, 对Ⅱ级气阀没有影响。此外, Ⅱ级吸气温度升高, 导致Ⅱ级吸气量减少, Ⅱ级吸气阀不能全部吸进Ⅰ级排气气流, 缓冲罐内压力增大, 级间压力明显偏高, 导致实测Ⅰ级排气压力较理论计算值大。

2. 气阀故障产生原因

由前面分析得出, Ⅰ级排气阀弹簧刚度不够, 气阀延迟关闭会产生以下问题。

(1) 气阀延迟关闭造成缓冲罐内气流回窜入汽缸, 容积系数降低, 输气量减小, 排气压力波动较大。

(2) 气阀延迟关闭使高压气流回窜造成Ⅰ级缸内气体温度升高, 排气温度也相应升高。

(3) 气阀延迟关闭, 缸内高压气流回流和弹簧力共同作用使阀片冲向阀座, 使阀片受到严重撞击, 如此反复, 加快阀片磨损直至失效。

(4) Ⅰ级排气阀弹簧刚度不够, 使Ⅰ级排气量增加, 排气阀“背压”升高, 从而使Ⅰ级压力比增加, Ⅱ级压力比减小, 进一步恶化了已不平衡的压力比分配。使Ⅰ级排气温度异常升高, 加快阀片失效。

因此, Ⅰ级排气阀弹簧刚度不够引起阀片碰撞严重, 这是阀片损坏的根本原因。

三、气阀故障排除及改进措施

1. 减小Ⅰ级汽缸缸径

为节约改造成本, 保持Ⅱ级缸不变, 依照现运行工况重新进行热力计算, 将Ⅰ级汽缸缸径由215mm变为190mm, 此时, 计算得两级实际压力比为2.392和2.302。在原有汽缸中增加缸套, 重新设计加工活塞。

2. 增加Ⅰ级排气阀弹簧刚度

压缩机降压运行后两级压力比不匹配是气阀故障产生原因, 弹簧偏软和中间冷却器结垢使级间压力偏高, 从而使两级压力不匹配进一步恶化。据此, 应控制中间冷却器水质, 定期清除结垢。稳定压缩机运行工况的波动, 并以此重新对气阀进行设计。适当增加Ⅰ级排气阀弹簧刚度, 采用延长阀片寿命的措施, 除降低阀片开启高度之外, 还需要采用特性较硬的弹簧或变刚性弹簧。使阀片开闭灵敏有效, 符合工艺要求。

3. 采用双缓冲PEEK阀片

阀片材质对阀片寿命有很大影响, 采用双缓冲PEEK阀片有优于钢阀片的很多特点。双缓冲PEEK阀片的弹性模量小, 密度低, 对裂纹不敏感, 裂纹扩展速度较慢, 一旦阀片断裂后掉入汽缸也不会造成汽缸的损坏。

通过上述改造后, 压缩机现运行平稳, 气阀故障很少发生。

参考文献

[1]高慎琴.化工机器[M].北京:化学工业出版社, 1992.