王衛(wèi)宇

摘 要：在化工行業(yè)中，壓縮機(jī)必不可少，活塞是壓縮機(jī)由于壓力范圍大、效率高、適應(yīng)性強(qiáng)，在企業(yè)中應(yīng)用更為廣泛。該篇從工藝介質(zhì)、活塞環(huán)的材質(zhì)及數(shù)量、氣閥等方面介紹了活塞壓縮機(jī)的故障分析及處置措施，對(duì)活塞式壓縮機(jī)的使用與維護(hù)有很高的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：活塞環(huán);氣閥;組分;粉末

1 設(shè)備概述

我公司采用4TDS130型4級(jí)活塞式氫氣壓縮機(jī)（圖1），電機(jī)功率560KW，額定質(zhì)量流量390kg/h，一級(jí)進(jìn)氣壓力160kPag，四級(jí)排氣壓力3500kPag，轉(zhuǎn)速490r/min。主要由工作腔、傳動(dòng)部件、機(jī)身及輔助部件組成。工作腔直接用來壓縮氣體，由氣缸、氣缸套、氣閥、填料、活塞及活塞桿組成。壓縮升壓后的氫氣供氫化系統(tǒng)的合成爐進(jìn)行反應(yīng)。在設(shè)備運(yùn)行4000h時(shí)，壓縮機(jī)二級(jí)排氣溫度、壓力出現(xiàn)比設(shè)計(jì)值高的情況，是公司平穩(wěn)經(jīng)營(yíng)的風(fēng)險(xiǎn)隱患，因此解決壓縮機(jī)二級(jí)排氣溫度、壓力高的問題迫在眉睫。

2 拆解情況

經(jīng)過拆解發(fā)現(xiàn)各級(jí)氣閥、缸體（圖2）堆積黑色粉末，其中三、四級(jí)粉末較多，四級(jí)活塞環(huán)磨損嚴(yán)重（圖3）。

活塞環(huán)經(jīng)過專業(yè)測(cè)量，已超過磨損極限7.8mm，無法正常使用。

3 原因分析

通過多方面的觀察分析、專業(yè)測(cè)量發(fā)現(xiàn)造成上述問題的原因主要有以下幾方面：

3.1經(jīng)分析壓縮氫氣中混入硅烷氣，進(jìn)入壓縮機(jī)的硅烷氣高溫分解，壓縮機(jī)缸體內(nèi)產(chǎn)生的硅粉，在活塞作功時(shí)，活塞環(huán)與硅粉接觸摩擦，導(dǎo)致缸體內(nèi)附著活塞環(huán)磨損的黑色粉末。

3.2 由于壓縮機(jī)氣缸內(nèi)粉末的存在，導(dǎo)致四級(jí)活塞環(huán)異常磨損速率較快，在氣體壓縮過程中，使四級(jí)氣缸內(nèi)少量氣體竄入平衡腔。由于三級(jí)吸入口直通平衡腔，因此導(dǎo)致三級(jí)吸氣壓力升高，二級(jí)排氣受阻，進(jìn)而使得二級(jí)排氣壓力升高。此狀況會(huì)隨著四級(jí)活塞環(huán)磨損的加劇愈發(fā)嚴(yán)重，最終會(huì)使得二級(jí)排氣壓力明顯升高（溫度同時(shí)也上漲），超過壓縮機(jī)報(bào)警值甚至導(dǎo)致跳車。

4 優(yōu)化方案

改善壓縮機(jī)各級(jí)活塞環(huán)和導(dǎo)向環(huán)（特別是四級(jí)活塞環(huán)）的耐磨性能，提高部件使用壽命，延長(zhǎng)壓縮機(jī)正常運(yùn)行時(shí)間。

建議改善工藝，減少進(jìn)入壓縮機(jī)的硅烷氣，減少壓縮機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的粉末量，延長(zhǎng)壓縮機(jī)部件使用壽命。

增加活塞環(huán)、導(dǎo)向環(huán)數(shù)量的技改一是可以將原機(jī)活塞增加活塞環(huán)槽和導(dǎo)向環(huán)槽數(shù)。

經(jīng)拆解發(fā)現(xiàn)三、四級(jí)粉末較多，分析增加級(jí)間過濾器可以解決。針對(duì)機(jī)組二級(jí)排氣溫度高的問題，考慮增加冷卻器。

在氣閥設(shè)計(jì)上，減小1&3&4 級(jí)氣閥余隙容積，加大2級(jí)氣閥余隙容積，通過槽道和升程設(shè)計(jì)，將各級(jí)氣閥的關(guān)閉角控制在170°～180°之間，氣閥運(yùn)動(dòng)部件增加減震栓，避免產(chǎn)生諧頻共振、避開閥片產(chǎn)生震顫和延遲關(guān)閉的運(yùn)行區(qū)域，減低氣閥在運(yùn)行過程中的內(nèi)泄漏。

5 結(jié)語

通過此次的優(yōu)化改進(jìn)，清楚的認(rèn)識(shí)到該活塞壓縮機(jī)問題根源，為后續(xù)的使用與維護(hù)提供了重要依據(jù)。同時(shí)活塞壓縮機(jī)在設(shè)計(jì)制造、檢修維護(hù)是，要充分考慮以上幾個(gè)方面。針對(duì)不同地區(qū)、不同工況，設(shè)計(jì)、裝配參數(shù)要結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際條件而定。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周國良. 壓縮機(jī)維修手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2010