往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機故障及排除探討

王旌宇

（中國石油錦西石化公司，遼寧 葫蘆島 125001）

一般來講，往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機在日常生活中被簡稱為往復(fù)機、活塞式壓縮機。作為一種被廣泛使用的設(shè)備，它可以有效提高機械設(shè)備以及氣體的壓力，同時具有壓縮比大、結(jié)構(gòu)設(shè)施簡單等優(yōu)點。往復(fù)機可有效使原動機的動能向氣體壓力能方面轉(zhuǎn)變。隨著科學(xué)技術(shù)的日益更新及發(fā)展，壓力能逐漸被社會各行各業(yè)廣泛利用。往復(fù)機成為社會經(jīng)濟穩(wěn)步增長中不可缺少的關(guān)鍵性機械設(shè)備。而在往復(fù)機進行工作的過程中，難免會因各種原因出現(xiàn)故障。而故障的發(fā)生會對往復(fù)機的運行造成相當(dāng)大的影響。

本文針對往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機可能出現(xiàn)的故障及故障出現(xiàn)后可采取的具體補救措施展開論述，希望能對往復(fù)機故障檢修及運行維護方面起到幫助。

1 往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機運行中容易發(fā)生的故障

1.1 往復(fù)機的曲軸箱發(fā)出異響

一旦有往復(fù)機的曲軸箱發(fā)出異響現(xiàn)象的發(fā)生，相關(guān)工作人員一定要對其進行系統(tǒng)化的，嚴密的探究與分析。針對此類問題的發(fā)生，筆者制定了一系列的方法，用于排除問題發(fā)生的原因。往復(fù)機的曲軸箱發(fā)生異響后，首先就要對其內(nèi)部的十字頭銷以及十字頭銷蓋進行檢查，若有十字頭看窗，可直接通過看窗觀察十字頭是否松動，若其松動，對十字頭銷以及十字頭銷蓋進行固定，就可使往復(fù)機曲軸箱發(fā)出異響的問題作出直接判斷并解決。若不是由于這個原因，那么就需停機對往復(fù)機的主軸瓦以及十字瓦頭進行檢查，查看其是否存在機體破損等情況，若出現(xiàn)破損情況，工作人員要根據(jù)具體的破損狀況對其進行更換或檢修。若以上兩種都不是導(dǎo)致往復(fù)機的曲軸箱發(fā)出異響的原因，那么接下來，工作人員要對往復(fù)機的油壓及往復(fù)機的油溫進行測量，判斷是否因往復(fù)機的油溫及油壓問題而引發(fā)的往復(fù)機曲軸箱發(fā)生異響，同時檢查曲軸箱上部呼吸閥是否有堵塞，若是因為該原因而造成異響的發(fā)出，則對其進行檢修。

1.2 往復(fù)機無法啟動

導(dǎo)致往復(fù)機無法正常啟動的原因，解決這些原因的具體措施有：首先需查看機組操作畫面中，啟機條件是否全部滿足（油壓、轉(zhuǎn)換開關(guān)、盤車器脫開等），需滿足全部啟機條件并進行復(fù)位與人工確認后才可啟動壓縮機，現(xiàn)階段多數(shù)壓縮機啟機聯(lián)鎖中帶有電機吹掃完成啟動條件，該步驟所需時間較長，若需要緊急啟動壓縮機，則應(yīng)提前對該聯(lián)鎖進行操作。若滿足條件后無法啟機，則應(yīng)檢查往復(fù)機驅(qū)動設(shè)備是否存在問題，現(xiàn)階段多數(shù)往復(fù)機無法啟機以電氣問題出現(xiàn)最多；最后存在聯(lián)鎖信號未傳出的情況，即壓縮機驅(qū)動設(shè)備未收到允許啟機的聯(lián)鎖指令或是未收到啟機信號，該問題需要儀表與電氣共同進行排查。

1.3 往復(fù)機的油封泄漏

隨著各大企業(yè)無泄漏裝置的逐漸建設(shè)，對于現(xiàn)場潤滑油泄漏管控也越來越嚴，往復(fù)機出現(xiàn)油封問題的原因主要有以下幾個方面：其一，在往復(fù)機油封的安裝時，沒有將油封位置安裝正確，導(dǎo)致刮回的潤滑油無法順回油孔進行回收。其二，往復(fù)機的排油孔因灰塵雜質(zhì)或細小顆粒等問題造成排油孔不通暢導(dǎo)致油封漏失，第二點為現(xiàn)階段壓縮機運行一段時間后較多發(fā)生的問題。

1.4 往復(fù)機油壓波動

往復(fù)式壓縮機油壓波動為運行過程中較容易發(fā)生故障的部分，造成這種現(xiàn)象發(fā)生的原因有許多。首先，對往復(fù)式壓縮機油泵進行排查，壓縮機油泵多為螺桿泵或齒輪泵，因其具備自吸功能被行業(yè)廣泛應(yīng)用，但油泵使用時間過長或內(nèi)構(gòu)件存在問題則將出現(xiàn)油壓不穩(wěn)甚至無油壓的情況；其次，檢查油泵出口安全閥是否泄漏，若安全閥泄漏或無法關(guān)閉則會造成油壓不足；自力式減壓閥故障，現(xiàn)階段行業(yè)內(nèi)在潤滑油管路上安裝自力式減壓閥較多，若減壓閥故障則可能造成油壓波動；最后，檢查潤滑油路上漏點，管路上潤滑油泄漏則會造成油壓不足。

1.5 往復(fù)機的曲軸發(fā)生斷裂

往復(fù)式壓縮機之所以能不斷的進行往復(fù)工作，全都依靠于曲軸與連桿來完成，曲軸發(fā)生斷裂故障的原因大多來自于活塞發(fā)生撞桿或者由于往復(fù)式壓縮機的機身與氣缸相脫節(jié)而引起開裂，從而造成曲軸發(fā)生斷裂故障的發(fā)生。在超高壓的前提環(huán)境下，管道中氫氣或其他氣體及其由于高溫而發(fā)生泄漏，眾所周知，氫氣或其他可燃氣如果遇到明火會發(fā)生爆炸，進而可能引起嚴重的火災(zāi)或爆炸事故的發(fā)生，造成聯(lián)眾的惡劣性事故，嚴重影響生產(chǎn)作業(yè)的持續(xù)進行，威脅到人們的生命安全及財產(chǎn)安全。

1.6 往復(fù)機連桿發(fā)生斷裂

往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機經(jīng)過長時間無休息的工作，會發(fā)生往復(fù)機的管網(wǎng)振動頻率超過正常水平，以至于連接氣缸的連桿發(fā)生了斷裂，進而引發(fā)十字頭滑履，冷卻器及多部位出現(xiàn)故障。通過相關(guān)技術(shù)人員的檢查研究，發(fā)現(xiàn)往復(fù)機在長期無間斷的工作中，往復(fù)機的連桿螺絲受變應(yīng)力與拉應(yīng)力，出現(xiàn)了明顯的變形進而出現(xiàn)螺絲的斷裂。所以，螺栓的質(zhì)量也應(yīng)當(dāng)引起重視，他也可能是往復(fù)機連桿發(fā)生斷裂的原因之一，故現(xiàn)階段往復(fù)機大修中，都會對壓縮機連桿螺栓進行更換或著色檢查。

1.7 往復(fù)機活塞桿發(fā)生斷裂

就筆者調(diào)查而言，往復(fù)機活塞桿的斷裂在一些機械及化工廠內(nèi)經(jīng)常發(fā)生，極大的影響正常的工作效率，降低了生產(chǎn)工作的質(zhì)量帶來了極其惡劣的不良影響。往往造成往復(fù)機活塞桿斷裂的原因在于固定往復(fù)機活塞桿的螺絲以及十字頭連接的螺絲的位置。之所以這些地方容易造成斷裂，大多數(shù)原因是因為在往復(fù)機這些部位的設(shè)計不夠合理，沒有對往復(fù)機在運轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生的拉力加入到可能影響活塞桿斷裂的原因中進行全方位的考慮，并且在安裝活塞桿的過程時，有可能因為遇緊力過大而一直強烈的對活塞進行撞擊，該撞擊力遠遠大于活塞桿所能承受的極限范圍之，從而導(dǎo)致往復(fù)機活塞桿發(fā)生斷裂現(xiàn)象。

1.8 閥上的積碳超過正常水平

閥上的積碳過多也是造成往復(fù)機出現(xiàn)故障的原因之一，而造成閥上的積碳過多的主要原因是由于在往復(fù)機運行過程中對氣缸的潤滑油注油量過大，從而造成閥上的積碳過多，同時，汽缸的潤滑油沒有達到相應(yīng)的質(zhì)量水平，也可能造成這樣的原因出現(xiàn)（該現(xiàn)象僅針對有注油設(shè)計的往復(fù)式壓縮機），該情況在無注油式的壓縮機中不會出現(xiàn)，但無油式往復(fù)機活塞環(huán)造價較高，更換成本大；其次由于閥在無間斷的作業(yè)中機器本身出現(xiàn)了不可避免的破損，且氣閥內(nèi)彈簧存在疲勞變形等情況，從而造成此類原因的發(fā)生。氣缸所承受的壓力大大超過其本身，能承受壓力的最大值而產(chǎn)生高溫現(xiàn)象，也會造成閥上的積碳超過正常水平現(xiàn)象的發(fā)生。為有效避免閥上的積碳超過正常水平問題的發(fā)生，首先我們可以有效減少往復(fù)機氣缸內(nèi)部潤滑油的使用，從而減少積炭過多問題。同樣在購買潤滑油的時候，要認準(zhǔn)正規(guī)廠家，避免將假冒偽劣的潤滑油使用到往復(fù)機氣缸中，從而造成閥上的積碳超過正常水平的現(xiàn)象；工作人員應(yīng)該對氣閥組件定期進行修改，在氣閥組件無法正常應(yīng)對工作之前就將壞掉的氣閥組件更換，以免造成不必要的損失，最后，對壓縮機介質(zhì)進行嚴格把控，防止因介質(zhì)臟造成氣閥卡澀，時間長形成積碳。

1.9 往復(fù)機的汽缸內(nèi)發(fā)出異響

造成往復(fù)機氣缸內(nèi)發(fā)出異響的原因主要由于往復(fù)機的活塞在不斷的工作中逐漸松動，并且松動的活塞會對往復(fù)機的汽缸內(nèi)壁其氣缸外壁造成撞擊，從而發(fā)出異響。其次，還可能因為相關(guān)工作人員在安裝往復(fù)機的時候，沒有把十字頭擰緊，從而造成螺母松動引發(fā)的異響；還可能因為更換的氣閥質(zhì)量較差，存在漏氣可能，或是安裝時暴力施工，造成氣閥內(nèi)漏，而引發(fā)往復(fù)機的氣缸發(fā)出內(nèi)響；或是因為因長期作業(yè)而造成活塞環(huán)的損壞，以及閥密封氣墊破損以上種種原因都是可能造成往復(fù)機的氣缸內(nèi)發(fā)出異響的原因，相關(guān)工作人員在排除異響的時候，可以通過以上方法進行逐一排查，最終確定發(fā)出異響的真正原因。

2 往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機產(chǎn)生故障的有效解決措施及排查方法

2.1 有效增加往復(fù)機對氣體的排出量

在正常范圍內(nèi)有序的提升往復(fù)機的排氣量，降低壓縮機背壓，可有效使得往復(fù)機的曲軸得到足夠的休息，從而減少因長期作業(yè)而造成曲軸出現(xiàn)的問題，有利于更好的避免應(yīng)曲軸斷裂而發(fā)生往復(fù)機工作異常。于額定工況乃至最佳工況運行的機組中，出現(xiàn)的故障問題將大大減少，故優(yōu)化壓縮機吸排氣環(huán)境是降低壓縮機故障的重要手段。

2.2 清理過濾器

定時定期對往復(fù)機的過濾器進行清理工作，有效的清除堆積在往復(fù)機過濾器內(nèi)的灰塵及雜質(zhì)，縮短吸氣管并增加其直徑的寬度，從而有效降低吸氣管吸氣時所產(chǎn)生的阻力問題。同時也要對往復(fù)機進行定期的檢查及清理工作，確保往復(fù)機能夠正確運行。提高對過濾器自身的清理，能夠有效的對質(zhì)量進行把控，將在介質(zhì)中堆積的垃圾及時清除。

2.3 降低對活塞或氣缸等配件的磨損程度

由于設(shè)備內(nèi)部泄漏量的不斷增加，當(dāng)泄漏量累計到一定水平后，就會影響到機械正常的排氣工作，進而增加相關(guān)部件的損耗程度。在往復(fù)機的組裝階段，為有效降低相關(guān)部件的損耗程度，應(yīng)該將氣缸與活塞之間的距離進行有效合理的把控，嚴格依照操作規(guī)程或廠家指導(dǎo)說明進行安裝。依照活塞材質(zhì)的不同，對氣缸與活塞之間的距離進行不同大小的區(qū)別 。降低對氣缸或者活塞等配件自身的磨損程度，能夠一定程度上規(guī)避部件內(nèi)部磨損。

2.4 對往復(fù)機運行中整體機械的溫度進行把控

往復(fù)機在運行中所產(chǎn)生的壓縮指數(shù)、壓力以及溫度等，都對往復(fù)機所排氣體的溫度產(chǎn)生直接的聯(lián)系。一般來說，吸入介質(zhì)溫度越低，壓縮機的排氣量越大。為了能使往復(fù)機所排氣體的溫度控制在正常的水平范圍之內(nèi)，就需要對往復(fù)機所排氣體溫度上升的原因進行具體的分析，并得出結(jié)論，采取有效的管控措施，對往復(fù)機運行中整體機械的溫度進行進一步把控。

2.5 對往復(fù)機運行中油的溫度進行控制

除了要對往復(fù)機運行中整體機械的溫度進行把控之外，還要對往復(fù)機運行中油的溫度進行管控，這就需要對往復(fù)機運行中所需要的潤滑油進行定期更換及清理。選擇質(zhì)量合格且正規(guī)廠家生產(chǎn)的潤滑油，可有效降低往復(fù)機發(fā)生故的頻率?，F(xiàn)階段大多數(shù)在役壓縮機潤滑油系統(tǒng)均配備油冷器，保證油冷器冷卻性能良好也是降低油溫的重要手段。

2.6 對往復(fù)機冷卻器的溫度進行控制

在對往復(fù)機冷卻器的溫度進行控制時，首先，要保障往復(fù)機冷卻器內(nèi)擁有充足的冷卻液，通過上端倒淋排出冷卻器內(nèi)氣體，防止因氣阻造成的冷卻器未灌滿。同時，現(xiàn)階段多數(shù)冷卻器冷卻介質(zhì)應(yīng)用為水，應(yīng)注意水的流速與壓力，防止冷卻器腐蝕與內(nèi)漏，注意對冷卻器材質(zhì)的選擇。

2.7 對注油潤滑的壓縮機檢查注油情況

對往復(fù)機注油器進行嚴格檢查?，F(xiàn)階段注油式壓縮機應(yīng)用較多，良好的注油可大大延長壓縮機活塞環(huán)與活塞桿等易損部位的使用壽命。但注油器設(shè)備因結(jié)構(gòu)簡單，介質(zhì)較為粘稠，易出現(xiàn)氣阻、脫環(huán)等常見故障。因發(fā)生故障較為隱蔽，故需要操作及管理維護人員認真檢查，增加巡檢頻次。

3 結(jié)語

本文通過對往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機在運行過程中可能出現(xiàn)的問題以及如何有效避免往復(fù)機發(fā)生此類問題以及此類問題發(fā)生后的解決措施進行具體的分析及討論，可以得出，在往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機運行過程中要進行定期的清理及檢修，對其可能發(fā)生的問題進行盡早的排查及預(yù)防。對發(fā)生異響的部件運用排除法得出其發(fā)出異響的原因進而進行檢修，同時，對在機器運行過程中造成損毀的零部件進行更換，以免引發(fā)更多零部件的故障，同時，在操作往復(fù)式活塞氮氫氣壓縮機的過程中，也要注意安全問題，避免不必要問題的發(fā)生。