活塞式煤氣壓縮機故障原因及排除方法

摘 要

摘要：分析了活塞式煤氣壓縮機常見故障的原因，提出了排除方法和預防措施。關鍵詞：燃氣壓縮機；活塞式壓縮機；故障原因；排除方法；預防措施Failure Causes and Elimination Methods of
摘要：分析了活塞式煤氣壓縮機常見故障的原因，提出了排除方法和預防措施。
關鍵詞：燃氣壓縮機；活塞式壓縮機；故障原因；排除方法；預防措施
Failure Causes and Elimination Methods of Reciprocating Gas Compressor
YANG Ping，YU Lin-lin，YANG Yang
Abstract：The causes for common failure of reciprocating gas compressor are analyzed，and the elimination methods and preventive measures are put forward.
Key words：gas compressor；reciprocating compressor；failure cause；elimination method；preventive measures
1 壓縮機工作阻力大
   ① 故障描述
   5L-90/2型活塞式煤氣壓縮機見圖1。壓縮機工作中排氣壓力過大，電機工作電流超標。
 

   ② 故障原因
   停機拆卸檢查發現，進氣通道局部堵塞，即煤氣雜質過多，有時呈糊狀，有時呈細顆粒狀粘連閥體、閥片，使吸排氣閥打不開，造成壓縮機工作阻力增大。而煤氣雜質過多的原因是：氣源廠的發生爐煤氣原料——外購焦炭的質量問題，發生爐煤氣雜質過多，致使壓縮機因進氣不潔而工作阻力大。
   ③ 排除方法
   首先，氣源廠加大了外購焦炭質量的控制力度，從源頭上遏制了雜質過多的問題，提高了發生爐煤氣的潔凈度。其次，出現故障時，及時更換吸排氣閥。我們還把雜質粘連的吸排氣閥用DC919積碳重浸除劑浸泡96h，待污垢溶解脫離后取出放入清水槽浸泡24h，再用清水沖洗數次、控干。拆卸后用鐵刷子清除閥座、升程限制器表面的積垢，用高壓空氣吹干凈，更換彈簧及閥片，重新組裝后進行壓力試驗。試驗壓力為實際工作壓力的1.25倍，觀察閥片是否能完全打開，并檢查密封膠圈，對于老化損壞的膠圈要及時更換，脫落的密封鋁墊要安裝到位。將清理干凈的吸排氣閥重新安裝到壓縮機上，并清掃壓縮機內吸排氣通道。試盤車重新啟動，壓縮機工作電流與壓力立即降至正常。
   ④ 預防措施
   加強管理，嚴格控制，及時處理。
2 壓縮機閥片破碎傷缸傷活塞
   ① 故障描述
   壓縮機在開車前或急停后試盤車時，盤不動或盤動1圈的過程中感到用力不均勻。
   ② 故障原因
   拆卸壓縮機發現吸排氣閥積碳結垢過多，閥片、彈簧損壞，升程控制器撞擊導向面，接觸過緊，閥片卡死或折斷，導致破損閥片掉入缸內，損傷氣缸和活塞。圖2為缸體被碎閥片劃出一條長溝、活塞損壞的情況。
 

   大連煤氣公司設備管理條例規定，壓縮機連續工作500～1000h后應檢查清洗吸排氣系統。但實際情況卻不然，經常出現壓縮機連續工作20～30h就出現排氣壓力增高(正常情況下每臺壓縮機每天平均工作10h左右)，壓縮機電機工作電流超負荷。經過對壓縮機拆卸分析，得出煤氣中的焦油含量過高，焦油粘在管壁、閥片、通道上，造成結垢，使閥片卡死或受力斷裂。
   我們對壓縮機吸排氣閥的運動部件閥片、彈簧的工作過程進行分析，發現實際工作中發生的閥片斷裂還與下面的因素有關。閥片在工作時承受著反復的沖擊載荷，易引起吸排氣閥閥片及運動零件疲勞而導致發生徑向斷裂。彈簧在吸氣閥全閉時承受著安裝預壓縮力，在排氣閥全開時則承受著最大壓縮力，因此壓縮機連續工作，彈簧承受著脈動循環荷載，這種脈動循環載荷會引起彈簧的屈服，導致疲勞破壞斷裂。在不潔煤氣的嚴重腐蝕下，閥片及彈簧表面出現凹坑、麻點，引起應力集中，在交變荷載的作用下極易斷裂。
   ③ 排除方法
   a. 需要經常觀察壓縮機的工作情況，發現異常及時停車，并更換吸排氣閥。清掃壓縮機內吸排氣通道，保證吸排氣閥及壓縮機內吸排氣通道暢通。
   b. 對吸排氣閥進行分組選擇裝配，防止閥片與閥座配合過緊、卡死而加大壓縮機工作阻力。在吸氣閥的組裝過程中，很多操作人員憑借經驗和感覺組裝吸氣閥。若壓縮機吸氣閥及運動部件的尺寸公差裝配不當，極易發生閥片與閥座配合過緊卡死或徑向斷裂的現象。圖3是閥片與閥座配合過緊。
 

    為此，我們對閥座、閥片、升程限制器根據尺寸公差測量進行分組選擇裝配，即把導向凸臺尺寸偏差大的閥座與內徑尺寸偏差大的閥片組合裝配，把導向凸臺尺寸偏差小的閥座與內徑尺寸偏差小的閥片組合裝配。實踐證明，科學裝配、定期檢修、及時更換，收效明顯。
   ④ 預防措施
   定期檢查，及時更換吸氣閥。同時清掃壓縮機進氣通道，確保暢通。
3 壓縮機工作效率低
   ① 故障描述
   在日常工作中有時分別開啟2臺壓縮機，輸送氣量不一樣(儲氣罐罐位下降量不一致)。
   ② 故障原因
   a. 吸排氣閥閥片開度太大，可能因彈簧和閥片的運動慣性作用，出現閥片滯后關閉。開度太大(緊固螺栓松動)，閥片在開關時，其運動速度就會增大。因此，對升程限制器和閥座的沖擊力就會增大，嚴重時就會造成閥座開裂損壞閥體。反之，開度太小(閥片積垢)，吸排氣閥的流通面積變小，阻力加大，出現壓縮機流通能力和工作效率降低。
    b. 在壓縮機吸排氣閥中彈簧是不可忽視的零件，彈簧選配必須一致。如果同一個吸氣閥或排氣閥中所選的各個彈簧的彈力和高度不一致，就可能造成閥片受力不均。尤其在往復多次運動和交變荷載的作用下，極易產生閥片卡死斷裂。彈力不均的彈簧會直接影響吸氣閥和排氣閥的工作。如果彈簧的彈力過大(即彈簧過硬)，彈簧對閥片的頂力也就相對增大，即排氣閥的開啟壓力隨之增大，閥片可能提前關閉。而排氣閥遲開和提前關閉，都會使排氣閥阻力增加，輸氣量減小。反之，彈簧的彈力過小(即彈簧過軟)，排氣閥開啟壓力就相對減小，就會出現提前開啟和遲關閉的現象。這不僅增加內耗也減少了輸氣量，導致壓縮機工作效率降低。其次，彈簧過軟就減弱了閥片在開啟過程中的緩沖作用。加之遲關閉造成氣體倒流，氣體倒流使閥片以極大的速度撞擊閥座，閥片和閥座的使用壽命和性能將大大降低。若彈簧折斷、閥片磨損，則會造成吸排氣閥關閉不嚴。若某氣缸吸氣閥不嚴，氣缸內氣體被壓縮時，缸內氣體就會漏向吸氣管道，使吸氣溫度升高。若某氣缸排氣閥關閉不嚴，氣缸內停止排氣后，開始吸氣時，排氣管道內高壓氣體會倒灌回氣缸內，倒灌的氣體未經冷卻，使氣缸內氣體溫度持續增高。這對壓縮機的工作極其不利，勢必影響壓縮機的工作效率。
   ③ 排除方法
   a. 嚴格控制壓縮機吸排氣閥閥片的開度，經常拆卸檢查和清掃吸氣閥和排氣閥，避免因吸排氣閥不全開或滯后關閉造成壓縮機工作效率降低。
    b. 建立質量跟蹤制度，及時反饋吸排氣閥各零件的質量信息，保證零件質量符合技術要求。在每次組裝吸排氣閥時，都要對升程限制器平面在檢驗平板上檢驗。按使用周期及時更換吸排氣閥。
   ④ 預防措施
   強化質量控制，加強管理，規范工藝，及時淘汰不符合技術要求的零件。
4 壓縮機啟動時有振動敲擊聲
   ① 故障描述
   當壓縮機啟動時，時常能聽見微微的敲擊聲，手扶壓縮機外表面有較強的振動感。
   ② 故障原因
   壓縮機氣缸與活塞間的預留間隙過小，活塞桿與十字頭端面螺母松動，固定壓縮機的地腳螺栓松動，電機的動平衡誤差大，都會使壓縮機工作時產生振動或出現敲擊聲。
    通過幾次大修發現，拆卸的活塞端面與氣缸蓋邊緣有摩擦的痕跡，個別活塞有輕微的裂紋。通過仔細檢查發現，壓縮機在運行過程中活塞和氣缸的相對位置發生了變化，慣性沖擊使實際間隙超過了預先所留的間隙，缸蓋與活塞直接撞擊。圖4是活塞與缸體間隙過大、與缸蓋間隙過小的情況。
 

    另外，有個別異物如碎閥片掉入缸內造成活塞與缸蓋撞擊，即活塞達到前后或上下止點時，與氣缸端面間接或直接發生撞擊，這就是我們時常聽到產生敲擊聲的原因。當往復沖擊慣性過大時，就會出現十字頭或活塞開裂破碎現象。試運行時缸內比較清潔沒有異物，當壓縮機運行一段時間后應檢查，氣缸缸體與活塞間是否異常。有時活塞桿連接處的止動螺栓頭磨損，使活塞桿松動，在往復沖擊慣性的作用下發生上移，造成活塞與氣缸蓋相撞擊，導致缸蓋及活塞遭受破壞。
   ③ 排除方法
   檢修和安裝時要特別注意能夠影響活塞位置的各種間隙，避免由于預留間隙過小，發生活塞與氣缸蓋摩擦撞擊。防止異物進入氣缸，常見的是吸排氣閥的碎斷閥片或是活塞環碎片。但是，這種撞擊發生前都會有一定的異?，F象出現，因異物來自吸排氣閥，而吸排氣閥的損壞勢必反映在各級排氣壓力上。當各級排氣壓力發生變化時，應首先想到吸排氣閥的閥片是否卡死斷裂或活塞環斷裂，應及時停車檢查，避免類似事故的發生。在檢修時一定要仔細認真，防止一時疏忽把異物留在缸內。壓縮機開車啟動前要進行盤車檢查，發現異常應立即拆卸檢查，查清原因。當運行時要隨時關注吸排氣閥的工作情況，并留意氣缸內是否有異常響聲，有效地防止異物進入缸體。
   ④ 預防措施
   加強管理，執行定期巡檢制度，監督實施。
 
(本文作者：楊平1 于琳琳2 楊揚3 1.大連煤氣公司 遼寧大連 116011；2.大連集發國際貨運有限公司 遼寧大連 116011；3.上海盛大網絡發展有限公司 上海 210203)