活塞式煤氣壓縮機(jī)故障原因及排除方法

摘 要

摘要：分析了活塞式煤氣壓縮機(jī)常見(jiàn)故障的原因，提出了排除方法和預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：燃?xì)鈮嚎s機(jī)；活塞式壓縮機(jī)；故障原因；排除方法；預(yù)防措施Failure Causes and Elimination Methods of
摘要：分析了活塞式煤氣壓縮機(jī)常見(jiàn)故障的原因，提出了排除方法和預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞：燃?xì)鈮嚎s機(jī)；活塞式壓縮機(jī)；故障原因；排除方法；預(yù)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(jī)工作阻力大
   ① 故障描述
   5L-90/2型活塞式煤氣壓縮機(jī)見(jiàn)圖1。壓縮機(jī)工作中排氣壓力過(guò)大，電機(jī)工作電流超標(biāo)。
 

   ② 故障原因
   停機(jī)拆卸檢查發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣通道局部堵塞，即煤氣雜質(zhì)過(guò)多，有時(shí)呈糊狀，有時(shí)呈細(xì)顆粒狀粘連閥體、閥片，使吸排氣閥打不開(kāi)，造成壓縮機(jī)工作阻力增大。而煤氣雜質(zhì)過(guò)多的原因是：氣源廠的發(fā)生爐煤氣原料——外購(gòu)焦炭的質(zhì)量問(wèn)題，發(fā)生爐煤氣雜質(zhì)過(guò)多，致使壓縮機(jī)因進(jìn)氣不潔而工作阻力大。
   ③ 排除方法
   首先，氣源廠加大了外購(gòu)焦炭質(zhì)量的控制力度，從源頭上遏制了雜質(zhì)過(guò)多的問(wèn)題，提高了發(fā)生爐煤氣的潔凈度。其次，出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)更換吸排氣閥。我們還把雜質(zhì)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(shù)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(jìn)行壓力試驗(yàn)。試驗(yàn)壓力為實(shí)際工作壓力的1.25倍，觀察閥片是否能完全打開(kāi)，并檢查密封膠圈，對(duì)于老化損壞的膠圈要及時(shí)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(jī)上，并清掃壓縮機(jī)內(nèi)吸排氣通道。試盤(pán)車(chē)重新啟動(dòng)，壓縮機(jī)工作電流與壓力立即降至正常。
   ④ 預(yù)防措施
   加強(qiáng)管理，嚴(yán)格控制，及時(shí)處理。
2 壓縮機(jī)閥片破碎傷缸傷活塞
   ① 故障描述
   壓縮機(jī)在開(kāi)車(chē)前或急停后試盤(pán)車(chē)時(shí)，盤(pán)不動(dòng)或盤(pán)動(dòng)1圈的過(guò)程中感到用力不均勻。
   ② 故障原因
   拆卸壓縮機(jī)發(fā)現(xiàn)吸排氣閥積碳結(jié)垢過(guò)多，閥片、彈簧損壞，升程控制器撞擊導(dǎo)向面，接觸過(guò)緊，閥片卡死或折斷，導(dǎo)致破損閥片掉入缸內(nèi)，損傷氣缸和活塞。圖2為缸體被碎閥片劃出一條長(zhǎng)溝、活塞損壞的情況。
 

   大連煤氣公司設(shè)備管理?xiàng)l例規(guī)定，壓縮機(jī)連續(xù)工作500～1000h后應(yīng)檢查清洗吸排氣系統(tǒng)。但實(shí)際情況卻不然，經(jīng)常出現(xiàn)壓縮機(jī)連續(xù)工作20～30h就出現(xiàn)排氣壓力增高(正常情況下每臺(tái)壓縮機(jī)每天平均工作10h左右)，壓縮機(jī)電機(jī)工作電流超負(fù)荷。經(jīng)過(guò)對(duì)壓縮機(jī)拆卸分析，得出煤氣中的焦油含量過(guò)高，焦油粘在管壁、閥片、通道上，造成結(jié)垢，使閥片卡死或受力斷裂。
   我們對(duì)壓縮機(jī)吸排氣閥的運(yùn)動(dòng)部件閥片、彈簧的工作過(guò)程進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)實(shí)際工作中發(fā)生的閥片斷裂還與下面的因素有關(guān)。閥片在工作時(shí)承受著反復(fù)的沖擊載荷，易引起吸排氣閥閥片及運(yùn)動(dòng)零件疲勞而導(dǎo)致發(fā)生徑向斷裂。彈簧在吸氣閥全閉時(shí)承受著安裝預(yù)壓縮力，在排氣閥全開(kāi)時(shí)則承受著最大壓縮力，因此壓縮機(jī)連續(xù)工作，彈簧承受著脈動(dòng)循環(huán)荷載，這種脈動(dòng)循環(huán)載荷會(huì)引起彈簧的屈服，導(dǎo)致疲勞破壞斷裂。在不潔煤氣的嚴(yán)重腐蝕下，閥片及彈簧表面出現(xiàn)凹坑、麻點(diǎn)，引起應(yīng)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(jīng)常觀察壓縮機(jī)的工作情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)停車(chē)，并更換吸排氣閥。清掃壓縮機(jī)內(nèi)吸排氣通道，保證吸排氣閥及壓縮機(jī)內(nèi)吸排氣通道暢通。
   b. 對(duì)吸排氣閥進(jìn)行分組選擇裝配，防止閥片與閥座配合過(guò)緊、卡死而加大壓縮機(jī)工作阻力。在吸氣閥的組裝過(guò)程中，很多操作人員憑借經(jīng)驗(yàn)和感覺(jué)組裝吸氣閥。若壓縮機(jī)吸氣閥及運(yùn)動(dòng)部件的尺寸公差裝配不當(dāng)，極易發(fā)生閥片與閥座配合過(guò)緊卡死或徑向斷裂的現(xiàn)象。圖3是閥片與閥座配合過(guò)緊。
 

    為此，我們對(duì)閥座、閥片、升程限制器根據(jù)尺寸公差測(cè)量進(jìn)行分組選擇裝配，即把導(dǎo)向凸臺(tái)尺寸偏差大的閥座與內(nèi)徑尺寸偏差大的閥片組合裝配，把導(dǎo)向凸臺(tái)尺寸偏差小的閥座與內(nèi)徑尺寸偏差小的閥片組合裝配。實(shí)踐證明，科學(xué)裝配、定期檢修、及時(shí)更換，收效明顯。
   ④ 預(yù)防措施
   定期檢查，及時(shí)更換吸氣閥。同時(shí)清掃壓縮機(jī)進(jìn)氣通道，確保暢通。
3 壓縮機(jī)工作效率低
   ① 故障描述
   在日常工作中有時(shí)分別開(kāi)啟2臺(tái)壓縮機(jī)，輸送氣量不一樣(儲(chǔ)氣罐罐位下降量不一致)。
   ② 故障原因
   a. 吸排氣閥閥片開(kāi)度太大，可能因彈簧和閥片的運(yùn)動(dòng)慣性作用，出現(xiàn)閥片滯后關(guān)閉。開(kāi)度太大(緊固螺栓松動(dòng))，閥片在開(kāi)關(guān)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)速度就會(huì)增大。因此，對(duì)升程限制器和閥座的沖擊力就會(huì)增大，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)造成閥座開(kāi)裂損壞閥體。反之，開(kāi)度太小(閥片積垢)，吸排氣閥的流通面積變小，阻力加大，出現(xiàn)壓縮機(jī)流通能力和工作效率降低。
    b. 在壓縮機(jī)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(gè)吸氣閥或排氣閥中所選的各個(gè)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(fù)多次運(yùn)動(dòng)和交變荷載的作用下，極易產(chǎn)生閥片卡死斷裂。彈力不均的彈簧會(huì)直接影響吸氣閥和排氣閥的工作。如果彈簧的彈力過(guò)大(即彈簧過(guò)硬)，彈簧對(duì)閥片的頂力也就相對(duì)增大，即排氣閥的開(kāi)啟壓力隨之增大，閥片可能提前關(guān)閉。而排氣閥遲開(kāi)和提前關(guān)閉，都會(huì)使排氣閥阻力增加，輸氣量減小。反之，彈簧的彈力過(guò)小(即彈簧過(guò)軟)，排氣閥開(kāi)啟壓力就相對(duì)減小，就會(huì)出現(xiàn)提前開(kāi)啟和遲關(guān)閉的現(xiàn)象。這不僅增加內(nèi)耗也減少了輸氣量，導(dǎo)致壓縮機(jī)工作效率降低。其次，彈簧過(guò)軟就減弱了閥片在開(kāi)啟過(guò)程中的緩沖作用。加之遲關(guān)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(huì)造成吸排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)。若某氣缸吸氣閥不嚴(yán)，氣缸內(nèi)氣體被壓縮時(shí)，缸內(nèi)氣體就會(huì)漏向吸氣管道，使吸氣溫度升高。若某氣缸排氣閥關(guān)閉不嚴(yán)，氣缸內(nèi)停止排氣后，開(kāi)始吸氣時(shí)，排氣管道內(nèi)高壓氣體會(huì)倒灌回氣缸內(nèi)，倒灌的氣體未經(jīng)冷卻，使氣缸內(nèi)氣體溫度持續(xù)增高。這對(duì)壓縮機(jī)的工作極其不利，勢(shì)必影響壓縮機(jī)的工作效率。
   ③ 排除方法
   a. 嚴(yán)格控制壓縮機(jī)吸排氣閥閥片的開(kāi)度，經(jīng)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(kāi)或滯后關(guān)閉造成壓縮機(jī)工作效率降低。
    b. 建立質(zhì)量跟蹤制度，及時(shí)反饋吸排氣閥各零件的質(zhì)量信息，保證零件質(zhì)量符合技術(shù)要求。在每次組裝吸排氣閥時(shí)，都要對(duì)升程限制器平面在檢驗(yàn)平板上檢驗(yàn)。按使用周期及時(shí)更換吸排氣閥。
   ④ 預(yù)防措施
   強(qiáng)化質(zhì)量控制，加強(qiáng)管理，規(guī)范工藝，及時(shí)淘汰不符合技術(shù)要求的零件。
4 壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)有振動(dòng)敲擊聲
   ① 故障描述
   當(dāng)壓縮機(jī)啟動(dòng)時(shí)，時(shí)常能聽(tīng)見(jiàn)微微的敲擊聲，手扶壓縮機(jī)外表面有較強(qiáng)的振動(dòng)感。
   ② 故障原因
   壓縮機(jī)氣缸與活塞間的預(yù)留間隙過(guò)小，活塞桿與十字頭端面螺母松動(dòng)，固定壓縮機(jī)的地腳螺栓松動(dòng)，電機(jī)的動(dòng)平衡誤差大，都會(huì)使壓縮機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)或出現(xiàn)敲擊聲。
    通過(guò)幾次大修發(fā)現(xiàn)，拆卸的活塞端面與氣缸蓋邊緣有摩擦的痕跡，個(gè)別活塞有輕微的裂紋。通過(guò)仔細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中活塞和氣缸的相對(duì)位置發(fā)生了變化，慣性沖擊使實(shí)際間隙超過(guò)了預(yù)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(guò)大、與缸蓋間隙過(guò)小的情況。
 

    另外，有個(gè)別異物如碎閥片掉入缸內(nèi)造成活塞與缸蓋撞擊，即活塞達(dá)到前后或上下止點(diǎn)時(shí)，與氣缸端面間接或直接發(fā)生撞擊，這就是我們時(shí)常聽(tīng)到產(chǎn)生敲擊聲的原因。當(dāng)往復(fù)沖擊慣性過(guò)大時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)十字頭或活塞開(kāi)裂破碎現(xiàn)象。試運(yùn)行時(shí)缸內(nèi)比較清潔沒(méi)有異物，當(dāng)壓縮機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后應(yīng)檢查，氣缸缸體與活塞間是否異常。有時(shí)活塞桿連接處的止動(dòng)螺栓頭磨損，使活塞桿松動(dòng)，在往復(fù)沖擊慣性的作用下發(fā)生上移，造成活塞與氣缸蓋相撞擊，導(dǎo)致缸蓋及活塞遭受破壞。
   ③ 排除方法
   檢修和安裝時(shí)要特別注意能夠影響活塞位置的各種間隙，避免由于預(yù)留間隙過(guò)小，發(fā)生活塞與氣缸蓋摩擦撞擊。防止異物進(jìn)入氣缸，常見(jiàn)的是吸排氣閥的碎斷閥片或是活塞環(huán)碎片。但是，這種撞擊發(fā)生前都會(huì)有一定的異?，F(xiàn)象出現(xiàn)，因異物來(lái)自吸排氣閥，而吸排氣閥的損壞勢(shì)必反映在各級(jí)排氣壓力上。當(dāng)各級(jí)排氣壓力發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)首先想到吸排氣閥的閥片是否卡死斷裂或活塞環(huán)斷裂，應(yīng)及時(shí)停車(chē)檢查，避免類(lèi)似事故的發(fā)生。在檢修時(shí)一定要仔細(xì)認(rèn)真，防止一時(shí)疏忽把異物留在缸內(nèi)。壓縮機(jī)開(kāi)車(chē)啟動(dòng)前要進(jìn)行盤(pán)車(chē)檢查，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)立即拆卸檢查，查清原因。當(dāng)運(yùn)行時(shí)要隨時(shí)關(guān)注吸排氣閥的工作情況，并留意氣缸內(nèi)是否有異常響聲，有效地防止異物進(jìn)入缸體。
   ④ 預(yù)防措施
   加強(qiáng)管理，執(zhí)行定期巡檢制度，監(jiān)督實(shí)施。
 
(本文作者：楊平1 于琳琳2 楊揚(yáng)3 1.大連煤氣公司 遼寧大連 116011；2.大連集發(fā)國(guó)際貨運(yùn)有限公司 遼寧大連 116011；3.上海盛大網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限公司 上海 210203)