李龍奎

（四川宏源燃?xì)夤煞萦邢薰?，四?遂寧 629200）

淺談CNG壓縮機(jī)的故障原因及對(duì)策

李龍奎

（四川宏源燃?xì)夤煞萦邢薰?，四?遂寧 629200）

四川宏源燃?xì)夤煞萦邢薰居?002年建成CNG加油加氣合建站，并投入使用，近些年來(lái)，隨著射洪縣CNG汽車(chē)逐年增多，站內(nèi)壓縮機(jī)由最初的兩臺(tái)壓縮機(jī)擴(kuò)容增加至3臺(tái)。本文就是以天然氣壓縮機(jī)為例，詳細(xì)的分析了其在使用過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障，并分析其原因，提出相應(yīng)的對(duì)策，為處理天然氣壓縮機(jī)的故障提供參考。

故障管理；故障排查；排除；維修

1 天然氣壓縮機(jī)簡(jiǎn)介

天然氣壓縮機(jī)（如圖1）主要是用來(lái)將氣態(tài)天然氣進(jìn)行壓縮的機(jī)械設(shè)備。它被廣泛應(yīng)用在石油、煤氣、天然氣的加工、運(yùn)輸過(guò)程中。一般情況下，使用的壓縮機(jī)主要有往復(fù)式壓縮機(jī)和離心式壓縮機(jī)兩種。往復(fù)式壓縮機(jī)主要的工作原理是利用曲柄和連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)活塞做來(lái)回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸內(nèi)的容積會(huì)隨著活塞的運(yùn)動(dòng)而變化，從而使氣缸內(nèi)的氣體被壓縮，達(dá)到壓縮氣體的目的；離心式壓縮機(jī)是屬于透平壓縮機(jī)的一種，它是可以壓縮氣體，提高氣體的壓力，減小氣體體積的機(jī)械設(shè)備。本文針對(duì)往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)的故障原因進(jìn)行分析，并對(duì)排除故障的方法進(jìn)行了闡述，希望通過(guò)以下論述能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究提供一定的理論基礎(chǔ)，并促進(jìn)往復(fù)式壓縮機(jī)應(yīng)用范圍的進(jìn)一步拓展。

2 往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)故障分類(lèi)管理

往復(fù)式壓縮機(jī)作為一種壓縮天然氣的主要設(shè)備，與其他設(shè)備相比使用范圍更加廣泛。一般天然氣壓縮機(jī)對(duì)來(lái)自不同壓力的天然氣進(jìn)行處理，承擔(dān)著對(duì)其進(jìn)行壓縮的任務(wù)，同時(shí)它也保證了后續(xù)的深冷裝置氣源的充足性。根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，影響壓縮機(jī)正常運(yùn)行的因素比較多，常見(jiàn)的影響壓縮機(jī)的因素有氣閥故障、活塞環(huán)故障、機(jī)組振動(dòng)等。如果往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生故障，在進(jìn)行故障檢測(cè)的時(shí)候就必須全面的考慮各種因素，只有將這些互相制約的因素進(jìn)行全面的考慮，才能夠查找出故障產(chǎn)生的原因。首先，要排查往復(fù)式壓縮機(jī)的工作性能和設(shè)計(jì)參數(shù)。如果在排查中發(fā)現(xiàn)存在差異，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行更換。其次，還要檢測(cè)往復(fù)式壓縮機(jī)的氣缸內(nèi)是否存在夾雜物，如果檢查發(fā)現(xiàn)其中存在有雜物，相關(guān)檢測(cè)人員就應(yīng)當(dāng)迅速調(diào)整有關(guān)部件。以下是對(duì)日常壓縮機(jī)的運(yùn)行故障做了詳細(xì)的分析，并且結(jié)合實(shí)際提出了相關(guān)問(wèn)題及解決對(duì)策。

圖1

2.1 氣閥故障

一般往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥是最容易出現(xiàn)故障的部位，作為往復(fù)式壓縮機(jī)的關(guān)鍵部位，氣閥在壓縮機(jī)的工作過(guò)程起著重要的作用，其性能的好壞直接決定往復(fù)式壓縮機(jī)的可靠性，甚至關(guān)系著整個(gè)壓縮機(jī)的工作效率和功率的大小，因此，氣閥故障對(duì)往復(fù)式壓縮機(jī)的正常工作有直接的影響。根據(jù)有關(guān)人員進(jìn)行調(diào)查研究統(tǒng)計(jì)，單單是因?yàn)闅忾y的原因?qū)е抡麄€(gè)機(jī)組停車(chē)的概率，占非計(jì)劃停車(chē)的概率的四成以上。通過(guò)研究，我們得出氣閥出現(xiàn)故障的原因主要有以下幾個(gè)方面：（1）潤(rùn)滑的影響。在實(shí)際的工作生產(chǎn)中，為了保證壓縮機(jī)以最佳狀態(tài)運(yùn)行，通常的做法就是注入較多的潤(rùn)滑油以便能使?jié)櫥Ч詈?。特別是在壓縮機(jī)經(jīng)過(guò)徹底修理以后，氣缸和活塞內(nèi)會(huì)有一段時(shí)間不運(yùn)行而導(dǎo)致潤(rùn)滑效果下降，這時(shí)往往那個(gè)會(huì)注入更多的潤(rùn)滑油量保證更好的潤(rùn)滑效果。這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)新的問(wèn)題，壓縮機(jī)工作過(guò)程中，過(guò)多的潤(rùn)滑油一般會(huì)隨著活塞的運(yùn)動(dòng)逐漸匯聚到活塞后面的槽中，在壓縮天然氣過(guò)程中，氣缸內(nèi)的溫度差變化很大，此時(shí)槽中的油經(jīng)過(guò)高溫以及溫差的變化影響，就會(huì)慢慢變得粘稠和炭化，炭化的油質(zhì)地堅(jiān)硬，極易導(dǎo)致氣缸內(nèi)的活塞在槽中被卡死?？ㄋ赖幕钊麌?yán)重影響了活塞和氣缸之間的氣密性。甚至過(guò)量氣體進(jìn)入排氣閥時(shí)，那些過(guò)量的油也會(huì)隨著氣體進(jìn)入另一側(cè)的排氣閥，從而導(dǎo)致另一側(cè)的排氣閥被嚴(yán)重污染。一般排氣閥的溫度都很高，潤(rùn)滑在油高溫的條件下最容易焦化以及變成“積碳”。直接導(dǎo)致排氣閥不能完全關(guān)閉，影響排氣量。使壓縮機(jī)的消耗的功率大大增加。氣閥閥片的損壞程度也加大，直接導(dǎo)致氣閥出現(xiàn)故障。（2）閥片故障。閥片故障主要是壓縮機(jī)的閥片出現(xiàn)變形或者折斷的問(wèn)題，作為氣閥的重要部件，閥片出現(xiàn)問(wèn)題直接導(dǎo)致壓縮機(jī)的氣體通道不能有效的開(kāi)啟和閉合，從而使氣體出現(xiàn)泄露或者回流的問(wèn)題；另外，碎裂的閥片會(huì)隨著氣體產(chǎn)生不規(guī)則的振動(dòng)，會(huì)對(duì)氣缸、活塞內(nèi)的各種部件產(chǎn)生嚴(yán)重的破壞，具體來(lái)說(shuō)，閥片碎裂的原因以下幾點(diǎn)：首先是連接閥片的彈簧失效，難以發(fā)揮正常的效果，引起閥片本身受力不穩(wěn)定，在氣閥閉合和開(kāi)啟時(shí)對(duì)閥片的沖擊力突然增大，會(huì)直接導(dǎo)致閥片在那一時(shí)刻出現(xiàn)斷裂破壞；其次，壓縮的氣體在高速運(yùn)動(dòng)，氣體中混有某些小固體顆粒，不斷的撞擊閥片，時(shí)間久了就會(huì)導(dǎo)致閥片變形或者斷裂；最后，被壓縮的氣體一般不是純凈的。如天然氣中含有某些腐蝕性氣體，會(huì)不斷的腐蝕閥片，導(dǎo)致閥片的整體抗性下降，造成閥片破壞。（3）彈簧故障。與其他部件相比，氣閥的彈簧是一個(gè)比較脆弱的零件。它是損壞頻率最高的部件。因此可以這么說(shuō)，彈簧的壽命就相當(dāng)于氣閥的壽命。一般彈簧出現(xiàn)故障主要是因?yàn)閺椈墒褂脮r(shí)間的延長(zhǎng)，彈簧失效引起彈性變化，引起閥片不能正常工作，從而直接導(dǎo)致氣閥的故障。另外就是在選擇彈簧時(shí)，彈簧的質(zhì)量沒(méi)有達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，引起彈簧斷裂，閥片運(yùn)動(dòng)停滯或者不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，造成閥片損壞。最后就是新舊彈簧混用，致使閥片工作效率不均勻，也會(huì)引起閥片故障。

2.2 活塞環(huán)的故障

往復(fù)壓縮機(jī)的活塞環(huán)是密封性部件，它是組賽密封和節(jié)流密封的組合，一般設(shè)備中的活塞環(huán)故障有幾點(diǎn)，第一活塞環(huán)與環(huán)槽的間隙不匹配，活塞環(huán)在環(huán)槽內(nèi)的間隙過(guò)大或者過(guò)小都會(huì)引起故障。間隙過(guò)大，不僅密封性不佳，而且由于間隙太大會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)碰撞容易損壞活塞環(huán)；間隙過(guò)小，由于氣缸內(nèi)的潤(rùn)滑油焦化容易把活塞環(huán)卡死在環(huán)槽內(nèi)，起不到密封作用?；钊h(huán)起不到密封作用主要表現(xiàn)在該級(jí)排氣壓力下降、該級(jí)排氣的溫度升高和壓縮機(jī)排氣量減少三個(gè)方面。因此，在選擇排氣環(huán)時(shí)要考慮材質(zhì)、彈性、耐磨性和切口平整度等多方面因素，這對(duì)于壓縮機(jī)的正常運(yùn)行非常關(guān)鍵。

2.3 機(jī)組振動(dòng)

往復(fù)式壓縮機(jī)的振動(dòng)是影響壓縮機(jī)安全運(yùn)行的重要因素，機(jī)器設(shè)備可以在一定強(qiáng)度范圍內(nèi)的振動(dòng)下正常運(yùn)行，但是，一旦振動(dòng)強(qiáng)度超出這個(gè)范圍，就會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備以及與之相接的管道設(shè)備產(chǎn)生疲勞破壞，甚至主機(jī)正常運(yùn)行都會(huì)受到影響。具體來(lái)說(shuō)有以下幾個(gè)方面：第一，管道內(nèi)的流體會(huì)隨著時(shí)間變化產(chǎn)生周期性的氣流脈動(dòng)；第二，管道系統(tǒng)會(huì)形成共振；第三，機(jī)組在安裝時(shí)，留有間隙，造成機(jī)組自身振動(dòng)，一般安裝完的機(jī)組都有一定的振動(dòng)。人們一般從以下幾個(gè)方面降低振動(dòng)：首先降低壓縮機(jī)機(jī)體自身的振動(dòng)，這主要是在購(gòu)進(jìn)壓縮機(jī)時(shí)要求廠家對(duì)壓縮機(jī)的出口壓力不均勻度控制在一定的許可范圍之內(nèi)；其次是降低管道的氣脈流動(dòng)，這主要是在設(shè)計(jì)壓縮機(jī)管道時(shí)才能夠調(diào)節(jié)控制（如圖2）。

圖2

3 結(jié)語(yǔ)

總之，往復(fù)式壓縮機(jī)是一種系統(tǒng)龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，運(yùn)行過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的問(wèn)題，必須進(jìn)行檢測(cè)并合理維護(hù)，嚴(yán)格遵守壓縮機(jī)的操作規(guī)程，定期保養(yǎng)，若發(fā)現(xiàn)某一氣閥出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該對(duì)氣閥的全部易損部件進(jìn)行檢查和替換，并且及時(shí)測(cè)量閥片的密封性。應(yīng)大力提高工程維護(hù)人員的專(zhuān)業(yè)水平，加強(qiáng)操作人員的整體水平。

[1]張宏杰，譚超. 淺談往復(fù)式壓縮機(jī)的故障原因及對(duì)策[J]. 化工管理，2016,08:249.

[2]權(quán)春鋒. 往復(fù)式壓縮機(jī)故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[D].西安石油大學(xué)，2013.

[3]董超群. 整體往復(fù)式壓縮機(jī)曲軸力學(xué)性能研究與安全評(píng)價(jià)[D].西南石油大學(xué)，2014.

[4]蘇近. 煤層氣集輸故障診斷平臺(tái)設(shè)計(jì)和壓縮機(jī)故障診斷研究[D].大連理工大學(xué)，2013.

TH45

A

1671-0711（2016）12（上）-0036-02