活塞式煤气压缩机故障原因及排除方法_工程实践

摘要

摘要：分析了活塞式煤气压缩机常见故障的原因，提出了排除方法和预防措施。关键词：燃气压缩机；活塞式压缩机；故障原因；排除方法；预防措施Failure Causes and Elimination Methods of

摘要：分析了活塞式煤气压缩机常见故障的原因，提出了排除方法和预防措施。

关键词：燃气压缩机；活塞式压缩机；故障原因；排除方法；预防措施

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 压缩机工作阻力大

① 故障描述

5L-90/2型活塞式煤气压缩机见图1。压缩机工作中排气压力过大，电机工作电流超标。

② 故障原因

停机拆卸检查发现，进气通道局部堵塞，即煤气杂质过多，有时呈糊状，有时呈细颗粒状粘连阀体、阀片，使吸排气阀打不开，造成压缩机工作阻力增大。而煤气杂质过多的原因是：气源厂的发生炉煤气原料——外购焦炭的质量问题，发生炉煤气杂质过多，致使压缩机因进气不洁而工作阻力大。

③ 排除方法

首先，气源厂加大了外购焦炭质量的控制力度，从源头上遏制了杂质过多的问题，提高了发生炉煤气的洁净度。其次，出现故障时，及时更换吸排气阀。我们还把杂质粘连的吸排气阀用DC919积碳重浸除剂浸泡96h，待污垢溶解脱离后取出放入清水槽浸泡24h，再用清水冲洗数次、控干。拆卸后用铁刷子清除阀座、升程限制器表面的积垢，用高压空气吹干净，更换弹簧及阀片，重新组装后进行压力试验。试验压力为实际工作压力的1.25倍，观察阀片是否能完全打开，并检查密封胶圈，对于老化损坏的胶圈要及时更换，脱落的密封铝垫要安装到位。将清理干净的吸排气阀重新安装到压缩机上，并清扫压缩机内吸排气通道。试盘车重新启动，压缩机工作电流与压力立即降至正常。

④ 预防措施

加强管理，严格控制，及时处理。

2 压缩机阀片破碎伤缸伤活塞

① 故障描述

压缩机在开车前或急停后试盘车时，盘不动或盘动1圈的过程中感到用力不均匀。

② 故障原因

拆卸压缩机发现吸排气阀积碳结垢过多，阀片、弹簧损坏，升程控制器撞击导向面，接触过紧，阀片卡死或折断，导致破损阀片掉入缸内，损伤气缸和活塞。图2为缸体被碎阀片划出一条长沟、活塞损坏的情况。

大连煤气公司设备管理条例规定，压缩机连续工作500～1000h后应检查清洗吸排气系统。但实际情况却不然，经常出现压缩机连续工作20～30h就出现排气压力增高(正常情况下每台压缩机每天平均工作10h左右)，压缩机电机工作电流超负荷。经过对压缩机拆卸分析，得出煤气中的焦油含量过高，焦油粘在管壁、阀片、通道上，造成结垢，使阀片卡死或受力断裂。

我们对压缩机吸排气阀的运动部件阀片、弹簧的工作过程进行分析，发现实际工作中发生的阀片断裂还与下面的因素有关。阀片在工作时承受着反复的冲击载荷，易引起吸排气阀阀片及运动零件疲劳而导致发生径向断裂。弹簧在吸气阀全闭时承受着安装预压缩力，在排气阀全开时则承受着最大压缩力，因此压缩机连续工作，弹簧承受着脉动循环荷载，这种脉动循环载荷会引起弹簧的屈服，导致疲劳破坏断裂。在不洁煤气的严重腐蚀下，阀片及弹簧表面出现凹坑、麻点，引起应力集中，在交变荷载的作用下极易断裂。

③ 排除方法

a. 需要经常观察压缩机的工作情况，发现异常及时停车，并更换吸排气阀。清扫压缩机内吸排气通道，保证吸排气阀及压缩机内吸排气通道畅通。

b. 对吸排气阀进行分组选择装配，防止阀片与阀座配合过紧、卡死而加大压缩机工作阻力。在吸气阀的组装过程中，很多操作人员凭借经验和感觉组装吸气阀。若压缩机吸气阀及运动部件的尺寸公差装配不当，极易发生阀片与阀座配合过紧卡死或径向断裂的现象。图3是阀片与阀座配合过紧。

为此，我们对阀座、阀片、升程限制器根据尺寸公差测量进行分组选择装配，即把导向凸台尺寸偏差大的阀座与内径尺寸偏差大的阀片组合装配，把导向凸台尺寸偏差小的阀座与内径尺寸偏差小的阀片组合装配。实践证明，科学装配、定期检修、及时更换，收效明显。

④ 预防措施

定期检查，及时更换吸气阀。同时清扫压缩机进气通道，确保畅通。

3 压缩机工作效率低

① 故障描述

在日常工作中有时分别开启2台压缩机，输送气量不一样(储气罐罐位下降量不一致)。

② 故障原因

a. 吸排气阀阀片开度太大，可能因弹簧和阀片的运动惯性作用，出现阀片滞后关闭。开度太大(紧固螺栓松动)，阀片在开关时，其运动速度就会增大。因此，对升程限制器和阀座的冲击力就会增大，严重时就会造成阀座开裂损坏阀体。反之，开度太小(阀片积垢)，吸排气阀的流通面积变小，阻力加大，出现压缩机流通能力和工作效率降低。

b. 在压缩机吸排气阀中弹簧是不可忽视的零件，弹簧选配必须一致。如果同一个吸气阀或排气阀中所选的各个弹簧的弹力和高度不一致，就可能造成阀片受力不均。尤其在往复多次运动和交变荷载的作用下，极易产生阀片卡死断裂。弹力不均的弹簧会直接影响吸气阀和排气阀的工作。如果弹簧的弹力过大(即弹簧过硬)，弹簧对阀片的顶力也就相对增大，即排气阀的开启压力随之增大，阀片可能提前关闭。而排气阀迟开和提前关闭，都会使排气阀阻力增加，输气量减小。反之，弹簧的弹力过小(即弹簧过软)，排气阀开启压力就相对减小，就会出现提前开启和迟关闭的现象。这不仅增加内耗也减少了输气量，导致压缩机工作效率降低。其次，弹簧过软就减弱了阀片在开启过程中的缓冲作用。加之迟关闭造成气体倒流，气体倒流使阀片以极大的速度撞击阀座，阀片和阀座的使用寿命和性能将大大降低。若弹簧折断、阀片磨损，则会造成吸排气阀关闭不严。若某气缸吸气阀不严，气缸内气体被压缩时，缸内气体就会漏向吸气管道，使吸气温度升高。若某气缸排气阀关闭不严，气缸内停止排气后，开始吸气时，排气管道内高压气体会倒灌回气缸内，倒灌的气体未经冷却，使气缸内气体温度持续增高。这对压缩机的工作极其不利，势必影响压缩机的工作效率。

③ 排除方法

a. 严格控制压缩机吸排气阀阀片的开度，经常拆卸检查和清扫吸气阀和排气阀，避免因吸排气阀不全开或滞后关闭造成压缩机工作效率降低。

b. 建立质量跟踪制度，及时反馈吸排气阀各零件的质量信息，保证零件质量符合技术要求。在每次组装吸排气阀时，都要对升程限制器平面在检验平板上检验。按使用周期及时更换吸排气阀。

④ 预防措施

强化质量控制，加强管理，规范工艺，及时淘汰不符合技术要求的零件。

4 压缩机启动时有振动敲击声

① 故障描述

当压缩机启动时，时常能听见微微的敲击声，手扶压缩机外表面有较强的振动感。

② 故障原因

压缩机气缸与活塞间的预留间隙过小，活塞杆与十字头端面螺母松动，固定压缩机的地脚螺栓松动，电机的动平衡误差大，都会使压缩机工作时产生振动或出现敲击声。

通过几次大修发现，拆卸的活塞端面与气缸盖边缘有摩擦的痕迹，个别活塞有轻微的裂纹。通过仔细检查发现，压缩机在运行过程中活塞和气缸的相对位置发生了变化，惯性冲击使实际间隙超过了预先所留的间隙，缸盖与活塞直接撞击。图4是活塞与缸体间隙过大、与缸盖间隙过小的情况。

另外，有个别异物如碎阀片掉入缸内造成活塞与缸盖撞击，即活塞达到前后或上下止点时，与气缸端面间接或直接发生撞击，这就是我们时常听到产生敲击声的原因。当往复冲击惯性过大时，就会出现十字头或活塞开裂破碎现象。试运行时缸内比较清洁没有异物，当压缩机运行一段时间后应检查，气缸缸体与活塞间是否异常。有时活塞杆连接处的止动螺栓头磨损，使活塞杆松动，在往复冲击惯性的作用下发生上移，造成活塞与气缸盖相撞击，导致缸盖及活塞遭受破坏。

③ 排除方法

检修和安装时要特别注意能够影响活塞位置的各种间隙，避免由于预留间隙过小，发生活塞与气缸盖摩擦撞击。防止异物进入气缸，常见的是吸排气阀的碎断阀片或是活塞环碎片。但是，这种撞击发生前都会有一定的异常现象出现，因异物来自吸排气阀，而吸排气阀的损坏势必反映在各级排气压力上。当各级排气压力发生变化时，应首先想到吸排气阀的阀片是否卡死断裂或活塞环断裂，应及时停车检查，避免类似事故的发生。在检修时一定要仔细认真，防止一时疏忽把异物留在缸内。压缩机开车启动前要进行盘车检查，发现异常应立即拆卸检查，查清原因。当运行时要随时关注吸排气阀的工作情况，并留意气缸内是否有异常响声，有效地防止异物进入缸体。

④ 预防措施

加强管理，执行定期巡检制度，监督实施。

(本文作者：杨平¹ 于琳琳² 杨扬³ 1.大连煤气公司辽宁大连 116011；2.大连集发国际货运有限公司辽宁大连 116011；3.上海盛大网络发展有限公司上海 210203)