楊 亮，陸文濤，孔范運

（中國石油遼陽石油化纖公司機械檢修部，遼寧遼陽 111003）

0 前言

某機械廠在制造高壓容器的同時修理閥門，容器制造和安全閥校驗用高壓空氣是由廠空壓站提供?？諌赫镜母邏嚎諝鈮嚎s機（簡稱空壓機）采用四級壓縮二級冷卻系統(tǒng)[1]，即在二級壓縮后用管殼式水冷器[2]冷卻，而三級壓縮后用套管式水冷器[3]冷卻。由于更換的三級套管式水冷器為內管翅片結構（圖1），經(jīng)常因壓縮系統(tǒng)泄漏而停車，維修人員開始采取的是更換相應損壞元件的方式以應對泄漏，但效果不好。后經(jīng)逐步分析和查找，最終找到壓縮系統(tǒng)超壓泄漏的癥結，將問題反饋給空壓機廠家，重新配套并更換了套管式水冷器，從而解決了空壓機系統(tǒng)的泄漏問題。

圖1 套管式水冷器內管翅片結構

1 空壓機系統(tǒng)超壓泄漏問題

（1）空壓機在運行過程中發(fā)生二級安全閥超壓啟跳造成頻繁停機。維修人員在檢查時發(fā)現(xiàn)三級缸的進、排氣閥片和彈簧片均有損壞，更換備件后壓縮機恢復正常工作，由此判斷壓縮機的開、停車過于頻繁，是造成閥片和彈簧片疲勞失效損壞的原因。

（2）在空壓機運行過程中多次發(fā)生三級排氣管與套管式水冷器連接頭泄漏的現(xiàn)象（圖2），更換連接頭的紫銅墊并對鎖緊螺帽進行擰緊，但過一段時間后又發(fā)生了泄漏，由于泄漏量小，也未影響空壓機的正常運行，所以并未引起重視而造成嚴重泄漏。例如，造成三級套管式水冷器外套管與內管連接封閉件的開裂，并連帶冷卻水觀察窗及二級壓力表的損壞，再次造成空壓機停機等嚴重事件。

2 空壓機系統(tǒng)超壓泄漏問題的解決

2.1 解決措施

圖2 三級排氣管與水冷器連接頭泄漏

（1）檢查破裂的套管式水冷器外套管與內管連接封閉件。破裂發(fā)生在外套管封閉件與內管連接的焊縫處，封閉件本身完好無損，也未發(fā)現(xiàn)表面缺陷，懷疑是由于焊接缺陷在較高溫度和壓力下引起的破裂。用手盤車檢查活塞的運行狀況，并且通過壓鉛檢查活塞上頂點余隙尺寸并調至合理，頂缸造成的損壞被排除。

（2）更換元件后重新試車（圖3），出現(xiàn)了二級安全閥啟跳、三級壓力表快速上升、三級排氣管出口端高溫等情況。再次停車后檢查，打開三級缸取出閥座，發(fā)現(xiàn)閥座、閥片出現(xiàn)干燒現(xiàn)象，而且活塞頂部有積水。將冷卻套拆下并檢查密封面，發(fā)現(xiàn)紫銅墊有損壞（圖4），這是造成活塞頂部有積水的原因。將此紫銅墊更換后再次試車，情況沒有改變。

經(jīng)初步分析，認為有3個原因：①二級安全閥起啟跳，是由于三級壓縮空氣回流至二級安全閥，高出了二級安全閥的整定壓力所致。②三級壓力表指針快速上升，是由于壓縮空氣排氣不暢造成。③三級排氣管出口端溫度較高，而排氣管的末端較低，說明三級管線有堵塞，壓縮空氣受阻加劇了氣體壓縮放熱現(xiàn)象，由此引起排氣管出口溫度較高，造成三級閥座的干燒現(xiàn)象。

（3）進行深入檢查與試驗。將三級排氣管線整體拆下并仔細檢查，發(fā)現(xiàn)三級套管式水冷器內管入口完全堵塞（圖5），里面夾雜了大量的鐵銹和破碎的閥片及彈簧片。先不將三級排氣管線連接進行試車，空氣從三級排氣端排出，手感排氣溫度與室溫區(qū)別不大。然后再將三級排氣管及套管式水冷器與空壓機連接，并敞開套管式水冷器的出口，再試車發(fā)現(xiàn)排空端雖有氣體排出，但在運行幾分鐘后，用手觸摸管道，發(fā)現(xiàn)三級排氣管溫度較高，由此證明三級管線排氣不暢，有氣體壓縮放熱現(xiàn)象（圖6），即三級水冷器達不到應有的流量。這是由于鐵銹和破碎的閥片及彈簧片在水冷器內管深處阻礙了空氣的流通，致使三級排氣管出現(xiàn)高溫現(xiàn)象，由此驗證了上述分析判斷的正確性。

（4）根據(jù)分析結果與試驗查明的原因，說明系統(tǒng)超壓泄漏的原因是三級套管式水冷器內管翅片結構不合理，即通道小、易堵塞，并將問題反饋給了空壓機廠家，重新配套并更換了較大內管直徑的套管式水冷器，滿足了壓縮系統(tǒng)的要求，空壓機可正常運行。

圖3 更換損壞件后的空壓機

圖4 損壞的紫銅墊

圖5 套管式水冷器內管堵塞

圖6 三級排氣管呈現(xiàn)高溫

2.2 經(jīng)驗總結及注意事項

（1）造成空壓機系統(tǒng)泄漏的原因。①銅墊漏水，產(chǎn)生水擊，是造成閥片及彈簧片經(jīng)常損壞的主要原因。②三級套管式水冷器內管翅片結構設計不合理，內徑小易堵塞，隨著空壓機的使用，污垢雜物使內管通道變小直至堵死，使排氣壓力和溫度升高，造成管接頭泄漏。③三級壓縮氣體排氣受阻，使得水冷器外套管與內管的連接封閉件經(jīng)常處在較高溫度和壓力下而造成破裂。④空壓機設計不合理，缺少過濾裝置，無法防止雜物進入排氣管線而發(fā)生堵塞。⑤操作人員技術水平低和缺乏責任感，監(jiān)控不到位。

（2）總結歸納出空壓機的使用管理方法[4]（表1）。

表1 空壓機日常檢查與維護要求

2.3 緊急情況的處理

（1）9種情況應停機檢查。①一級吸入氣體壓力下降到規(guī)定值，各級排出壓力超過15%的工藝指標。②循環(huán)油及冷卻水壓力下降到規(guī)定值。③主軸承、曲拐軸承、十字頭滑板、機身滑道以及填料函部分溫度超過規(guī)定值。④冷卻水的回水溫度過高或有大量氣體竄出。⑤各級氣體出口溫度超過規(guī)定值。⑥主軸承、機體及氣缸發(fā)生振動。⑦氣缸內有異常響聲。⑧氣缸及填料函注油點斷油。⑨氣閥漏氣或安全閥起跳。

（2）5種情況應緊急停機處理。①各級氣體進出口溫度、壓力突然發(fā)生急劇上升或下降。②機體或氣缸內有較大異響。③機組突然大幅度振動。④氣缸部分大量漏氣。⑤主、輔機或管道突然發(fā)生破裂爆炸。緊急停車后，應立即關閉排氣管道閥門，同時用回路閥和放空閥卸去系統(tǒng)內的氣體壓力，并且同正常停機一樣妥善作好后期處理工作。

3 結束語

高壓空氣是壓力容器制造和安全閥校驗等不可或缺的動力源。為此，空壓機系統(tǒng)應保持完好狀態(tài)并正常運行，這不僅取決于設計的合理性與制造的可靠性，更取決于正確使用與維護，即需要空壓機的建造與使用雙方的共同控制。例如，對空壓機系統(tǒng)發(fā)生的泄漏等問題，在更換損壞元件的同時，還尚應分析查找引起損壞的原因，徹底解決并根除潛在的風險危害，保證空壓機的正常運行；水冷器是空壓機的重要輔助設備，其設計的合理性與制造的可靠性是空壓機系統(tǒng)正常運行的前提，設計時應完善和改進內管的翅片結構[3]以防止堵塞?？諌簷C的使用管理同樣重要，應完善空壓機的安全操作規(guī)程，經(jīng)常對操作人員進行崗位培訓，并嚴格按操作規(guī)程進行日常巡檢與維護，使空壓機系統(tǒng)處于完好狀態(tài)。

［1］GB/T 151—2014，熱交換器［S］.

［2］HG/T 2650—2011，水冷管式換熱器［S］.

［3］王福利.石油化工廠設備檢修手冊·壓縮機組［M］.北京:中國石化出版社，2007.