往復(fù)式壓縮機(jī)典型故障原因分析及優(yōu)代改進(jìn)

張二崗

摘 要： 受社會(huì)大戰(zhàn)的影響，帶動(dòng)了我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。往復(fù)式壓縮機(jī)是一種依靠吸氣和排氣來(lái)確保壓縮機(jī)的靜壓力，能夠全面的提高壓縮機(jī)的靜壓力。在不斷地運(yùn)行過(guò)程中，壓縮機(jī)相關(guān)部件容易出現(xiàn)各種不同的故障，因此就需要對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行定期檢修和維護(hù)，排除故障。

關(guān)鍵詞： 往復(fù)式壓縮機(jī);維護(hù);故障

【中圖分類(lèi)號(hào)】TH457 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? 【文章編號(hào)】1674-3733（2020）21-0178-01

引言：目前往復(fù)式壓縮機(jī)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)廣泛應(yīng)用，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)動(dòng)部件多、體型龐大、維護(hù)成本高且價(jià)格昂貴，任何時(shí)刻的非正常停機(jī)都會(huì)造成極大的影響和經(jīng)濟(jì)損失。因此，對(duì)壓縮機(jī)關(guān)鍵部件的壓力、溫度、加速度以及振動(dòng)等參數(shù)的檢測(cè)顯得尤為重要。壓縮機(jī)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將大大提高提前發(fā)覺(jué)并處理壓縮機(jī)機(jī)械故障的能力，適合在油氣項(xiàng)目往復(fù)式壓縮機(jī)中應(yīng)用。

1 必要性

在國(guó)內(nèi)，往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用大多集中在油氣田、海上平臺(tái)、天然氣儲(chǔ)氣廠、LNG接收站、煉化廠、油氣處理廠、回注廠、油氣增壓站等。作為場(chǎng)站的關(guān)鍵設(shè)備，往復(fù)式壓縮機(jī)的重要性等級(jí)高，而且自身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)成本高昂。隨著越來(lái)越多的場(chǎng)站實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守和自動(dòng)停機(jī)保護(hù)的功能，壓縮機(jī)的機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)也變得越來(lái)越重要。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，壓縮機(jī)的氣閥故障導(dǎo)致的維修成本達(dá)到全部維修成本的50%;因?yàn)檫^(guò)載引起的故障占到總故障的30%;因?yàn)闅忾y、填料等造成的部件失效占到了全部非計(jì)劃停機(jī)的50%。由此可以看出，對(duì)壓縮機(jī)的機(jī)械部件進(jìn)行及時(shí)地狀態(tài)監(jiān)測(cè)是有效降低壓縮機(jī)維修成本的重要措施。

2 往復(fù)式壓縮機(jī)十字頭銷(xiāo)優(yōu)化

本文所研究的往復(fù)式壓縮機(jī)十字頭銷(xiāo)兩端油孔封蓋厚度約為1.5mm，采用焊接的方式固定在十字頭銷(xiāo)兩側(cè)，但由于此油封蓋的實(shí)際厚度比較薄，質(zhì)量比較差，易出現(xiàn)開(kāi)裂情況，進(jìn)而引起往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)十字頭銷(xiāo)堵油片裂縫跑油的情況。該種情況不僅會(huì)引起往復(fù)式壓縮機(jī)的油壓降低，出現(xiàn)連鎖跳車(chē)的情況，還可能會(huì)導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)潤(rùn)滑油供應(yīng)不足而出現(xiàn)部件燒毀的情況。除此之外，在檢查過(guò)程中，還發(fā)現(xiàn)此往復(fù)式壓縮機(jī)的十字頭定位主要依靠開(kāi)口彈性擋圈外環(huán)，但由于開(kāi)口彈性擋圈外環(huán)的厚度僅有2mm，整體質(zhì)量較差，并且開(kāi)口彈性擋圈在裝配檢修過(guò)程中將會(huì)常設(shè)多次拉伸，極易出現(xiàn)開(kāi)口彈性擋圈因疲勞而斷裂的情況，不利于往復(fù)式壓縮機(jī)的后續(xù)運(yùn)行，所以進(jìn)行十字頭銷(xiāo)優(yōu)化的過(guò)程中，將會(huì)對(duì)此情況進(jìn)行一同解決。具體優(yōu)化策略如下：

1）去除質(zhì)量較差的堵油片，改用質(zhì)量更好的堵油鋼板;去除質(zhì)量較差的開(kāi)口彈性擋圈，改用法蘭式壓蓋定位裝置作為十字頭銷(xiāo)的定位裝置。2）在對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行綜合考慮以后，決定在堵油鋼板的制作中，選用厚度為6mm的不銹鋼鋼板作為堵油鋼板的制作材料，然后按照原本堵油片的尺寸大小制作成圓形堵油鋼板，從而代替原本堵油片的實(shí)際作用，將其焊接在十字頭銷(xiāo)兩側(cè)的端面上。由于堵油鋼板的厚度和大小均較為合適，其實(shí)際質(zhì)量要優(yōu)于原本的堵油片，并且在后續(xù)多半個(gè)月運(yùn)行中未發(fā)現(xiàn)有相關(guān)的故障情況，說(shuō)明此優(yōu)化策略較好，可以有效地解決原本往復(fù)式壓縮機(jī)所存在的十字頭銷(xiāo)堵油片裂縫跑油問(wèn)題。

彈簧的故障表現(xiàn)狀態(tài)、形式

氣閥內(nèi)的彈簧部分一旦發(fā)生的故障，其主要的形式具有以下兩種，首先是彈簧部分發(fā)生了折斷現(xiàn)象，其次就是彈簧部分由于長(zhǎng)期的使用出現(xiàn)了彈性能力變?nèi)醯那闆r，使得閥片不能準(zhǔn)確的復(fù)位，在嚴(yán)重的情況下，閥片的正常啟閉也會(huì)出現(xiàn)比較大的問(wèn)題。在應(yīng)對(duì)這種情況的時(shí)候，相關(guān)的工作人員可以從彈簧的作用周期部分來(lái)下手，通過(guò)熱力學(xué)或者是動(dòng)力學(xué)分析之后獲取到的數(shù)據(jù)值與正常的彈簧的數(shù)值進(jìn)行比對(duì)，由此就能夠發(fā)現(xiàn)彈簧部分的故障表現(xiàn)得狀態(tài)情況下，從而能夠做到第一時(shí)間得采取相關(guān)得有效措施。

3 機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀和故障診斷平臺(tái)

機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀硬件部分主要包括：電源模塊、安裝機(jī)柜、CPU模塊、通訊模塊、鍵相模塊、沖擊速度檢測(cè)模塊、活塞桿位置檢測(cè)模塊、溫度檢測(cè)模塊、繼電器輸出模塊等，軟件部分主要有HMI組態(tài)軟件、操作系統(tǒng)軟件、編程軟件等。監(jiān)測(cè)儀與故障診斷平臺(tái)之間采用網(wǎng)絡(luò)或者串行方式進(jìn)行通訊。

機(jī)械故障診斷平臺(tái)主要包括系統(tǒng)機(jī)柜、數(shù)據(jù)采集服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、故障診斷軟件、服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)軟件、操作系統(tǒng)軟件、操作站等。主要功能為采集監(jiān)測(cè)儀上傳的傳感器采集的鍵相、加速度、速度、溫度、壓力、位置等信號(hào)，結(jié)合壓縮機(jī)自身參數(shù)，通過(guò)故障診斷軟件進(jìn)行綜合計(jì)算分析，對(duì)壓縮機(jī)的機(jī)械故障進(jìn)行提前預(yù)警并提出解決方案。

4 主軸承供油管線優(yōu)化策略

往復(fù)式壓縮機(jī)原本的主軸承供油管線為連續(xù)強(qiáng)制性供油管線，其內(nèi)部設(shè)置有連桿大頭瓦、小頭銅套以及十字頭滑道等部分，并且由于主軸承為滾子軸承，所以廠家在設(shè)計(jì)時(shí)，選用了拋油圈式的潤(rùn)滑方式，即通過(guò)拋油圈進(jìn)行甩油飛濺潤(rùn)滑。然而此種設(shè)計(jì)方式更加適用于長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的往復(fù)式壓縮機(jī)，若是往復(fù)式壓縮機(jī)停運(yùn)一段時(shí)間后，主軸承中的潤(rùn)滑油將會(huì)揮發(fā)，從而導(dǎo)致主軸承的潤(rùn)滑油相對(duì)較少，主軸承運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)干涉情況，此時(shí)潤(rùn)滑油便無(wú)法達(dá)成主軸承的保護(hù)效果，引發(fā)主軸承的磨損問(wèn)題。除此之外，在油箱油位較低，拋油圈無(wú)法接觸到油位，潤(rùn)滑系統(tǒng)將無(wú)法為主軸承提供潤(rùn)滑保護(hù)，其不僅會(huì)引起主軸承磨損問(wèn)題，嚴(yán)重的甚至可能會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)壓縮機(jī)運(yùn)行事故。在優(yōu)化過(guò)程中，將會(huì)在曲軸油蓋上端子對(duì)主軸承側(cè)面的空隙處開(kāi)孔，加設(shè)有一根直徑為6mm的輸油管，此輸油管安裝在主軸承側(cè)面上部，通過(guò)油路支管上所設(shè)置有的控制閥門(mén)進(jìn)行油量調(diào)節(jié)，此輸油管所引入的潤(rùn)滑油將會(huì)受重力的影響對(duì)主軸承進(jìn)行強(qiáng)制淋油，再配合原本所設(shè)置的拋油圈式潤(rùn)滑方式，可以確保主軸承的潤(rùn)滑效果。

結(jié)語(yǔ)：綜上所述，就是目前為止對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)故障的振動(dòng)診斷方法的相關(guān)論述和研究?jī)?nèi)容了，從文中敘述的內(nèi)容中不難看出，往復(fù)式壓縮機(jī)經(jīng)常發(fā)生故障的部門(mén)就是氣閥部分，因此，往復(fù)式壓縮機(jī)故障的振動(dòng)診斷方法就變得更加的重要了，在后續(xù)的往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中，相關(guān)的工作人員需要更加重視振動(dòng)診斷方式的推進(jìn)，當(dāng)然，在這一過(guò)程中也需要不斷的進(jìn)行相關(guān)的優(yōu)化和完善工作，使得故障診斷方式能夠運(yùn)用得更加得嫻熟。

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