童江波*，夏汝焱，王京輝

（浙江巨化股份有限公司，浙江衢州，324004）

TH①回收隔膜壓縮機故障分析及處理

童江波*，夏汝焱，王京輝

（浙江巨化股份有限公司，浙江衢州，324004）

詳細(xì)介紹 TH回收隔膜壓縮機的故障產(chǎn)生的原因，從壓縮機的膜片密封機構(gòu)、缸蓋氣閥材質(zhì)、油溫、出口管等方面分析，并從膜片密封、材質(zhì)更換、增加油路冷卻系統(tǒng)和出口管冷卻器改進方面提出處理辦法。

隔膜壓縮機；報警；自聚；溫度；冷卻

引言

氟聚合物事業(yè)部含氟裝置在TH回收系統(tǒng)中使用GZ3-60/1-12型隔膜壓縮機，它是TH回收系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，主要將反應(yīng)釜內(nèi)未完全反應(yīng)的TH物料回收到儲槽內(nèi)。由于該設(shè)備使用在回收系統(tǒng)中，該隔膜壓縮機介質(zhì)種類繁多，主要是四氟乙烯、六氟丙烯、R22、VDF，有一定的酸性、腐蝕性，易腐蝕吸排氣閥、缸蓋，且該隔膜壓縮機在生產(chǎn)運行時進氣壓力最低要達到-0.05MPa之間。此隔膜壓縮機的設(shè)計進氣壓力0.01～0.3MPa，額定排氣壓力0.8～1.2MPa，容積流量60Nm3/h，額定功率15kW。其工作原理和活塞式壓縮機基本相同，不同的是活塞系通過介質(zhì)油推動金屬膜片，往復(fù)運動起到吸排氣的作用。壓縮過程中，只有金屬膜片和被壓縮介質(zhì)接觸，從而保證被壓縮介質(zhì)無油沾染。

1 存在問題及分析

1.1 壓縮機膜片與缸蓋、配油盤的家寋結(jié)構(gòu)形式不合理

該壓縮機在運行使用過程中，發(fā)現(xiàn)該壓縮機膜片破裂報警現(xiàn)象頻繁，拆報警管線時，有少量的氣體或者油漬。拆檢缸蓋，更換膜片時，對更換下來的膜片進行檢查，并未發(fā)現(xiàn)存在明顯的破裂或者沙眼、氣孔現(xiàn)象。經(jīng)分析判斷該壓縮機的磨破報警器誤報現(xiàn)象頻繁，主要原因分析如圖1所示：

圖1 壓縮機的磨破報警器誤報原因分析圖

如上結(jié)構(gòu)圖所示看出，氣缸和油缸密封都只有一道 O型圈密封，由于壓縮機在工作過程中，氣缸和油缸內(nèi)的壓力不穩(wěn)定，會導(dǎo)致有微量的氣體或油漬滲透O型圈溢出，進入報警溝槽內(nèi)，當(dāng)聚集一定量時，膜片破裂報警器就會錯誤發(fā)出膜片破裂報警；如果 O型圈老化或者破損后，也會出現(xiàn)膜破報警，不能明顯分辨是膜片破裂引起的報警器報警，還是 O型圈老化破損引起的報警器報警；導(dǎo)致引起檢修的不確定性和浪費。

1.2 膜片和氣閥失去正常功能

該壓縮機在使用過程中發(fā)現(xiàn)，該壓縮機在停機一段時間后，再次投用后就會出現(xiàn)工作效率低或者不工作的現(xiàn)象，經(jīng)過檢修總結(jié)發(fā)現(xiàn)：吸排氣閥存在內(nèi)漏，膜片發(fā)生變形。以下分析了氣閥內(nèi)漏和膜片變形的原因。

1.2.1 氣閥內(nèi)漏原因分析

由于該壓縮機停機后，氣缸和進出口管內(nèi)會出現(xiàn)積液現(xiàn)象，積液的腐蝕性較強，易腐蝕吸排氣閥，且該隔膜壓縮機在生產(chǎn)運行時進氣壓力最低要達到-0.03～-0.05之間，氣閥出現(xiàn)輕微腐蝕泄漏，就會引起壓縮機不能滿足生產(chǎn)要求，導(dǎo)致該設(shè)備對氣閥的密封性能要求高。因為如果進氣閥密封不嚴(yán)，氣缸在排氣階段，會導(dǎo)致把氣缸內(nèi)的部分氣體排入進氣管內(nèi)，導(dǎo)致壓縮機工作效率低或不工作，在外部表現(xiàn)形式靠近吸氣閥的進口管發(fā)燙；如果排氣閥密封不嚴(yán)，氣缸在吸氣階段，排氣管內(nèi)部分氣體到吸到氣缸內(nèi)，造成吸氣閥的吸氣量減少，導(dǎo)致壓縮機工作效率低或不工作。

1.2.2 膜片變形破裂原因分析

設(shè)備停機后，未將壓縮機的油壓泄盡，膜片長期向一個方向變形，且介質(zhì)中有一定腐蝕性，會快速使膜片發(fā)生變形，雖然膜片未破裂，但是膜片已經(jīng)失去正常功能。因為壓縮機工作時膜片與配油盤貼合效果差，或者三張膜片不能同步運動，即膜片反彈效果差，導(dǎo)致氣缸的可變空間容積小，吸入量降低或者不吸入，導(dǎo)致壓縮機工作效率低或者不工作。2Cr13普通材質(zhì)缸蓋在使用2年后，與膜片密封邊緣部位腐蝕嚴(yán)重，導(dǎo)致膜片邊緣進去2～3厘米處易破裂，縮短膜片使用周期。

1.3 進口管線分析

該TH回收系統(tǒng)中回收儲槽的底部是液相甲醇，上部氣相主要是六氟丙烯和四氟乙烯混合物，該回收的是儲槽內(nèi)上部氣相的HFP，因為該壓縮機在工作過程中會將甲醇物質(zhì)帶入到壓縮機氣缸內(nèi)壓縮，而甲醇性質(zhì)常溫下氣態(tài)，低溫下成液態(tài)，該介質(zhì)在壓縮過程中易出現(xiàn)高壓液化，導(dǎo)致壓縮機出現(xiàn)液擊現(xiàn)象，液擊會迅速導(dǎo)致膜片的破裂和氣閥的損壞。

1.4 缸蓋、氣膜上易自聚積料

由于夏季外界氣溫較高，壓縮機在工作一段時間后，潤滑油溫度升高到 60℃左右，而且缸蓋沒有冷卻水冷卻缸蓋，導(dǎo)致油缸、膜片和缸蓋的溫度升高，而回收物料在超過 35℃時有自聚的特點，所以物料在經(jīng)過壓縮機壓縮過程中會在膜片、缸蓋上自聚，自聚物會影響膜片的使用或者直接損壞膜片。

1.5 壓縮機出口管線堵死現(xiàn)象明顯

由于夏季環(huán)境氣溫較高，而且物料在經(jīng)過壓縮機壓縮后物料溫度會明顯升高，經(jīng)測量壓縮機出口管溫度達到 45℃以上，如果出口管的溫度不能快速冷卻到 25℃，將導(dǎo)致物料在壓縮機出口管內(nèi)自聚堵死，給壓縮機帶來出口超壓的安全隱患。

2 改進措施

（1）將膜片與氣缸、油缸密封結(jié)構(gòu)改造成如圖2，這樣可以將因為 O型圈密封泄露的氣體和油漬排放到空氣中去，消除報警器因為 O型圈密封泄露而引起的報警器的誤報，降低膜片更換的不必要浪費，并且這種設(shè)計，能根據(jù)這三個泄露孔和泄露孔排出的物質(zhì)，能準(zhǔn)確判斷出是油側(cè)O型圈漏、還是氣側(cè)O型圈漏、還是氣膜破裂還是油膜破裂，為后期的檢修修分析提供參考依據(jù)。

隔膜片更換后，膜片報警器應(yīng)該（通過擰松放空螺絲及檢測絲堵 ） 放空， 在壓縮機啟動后，讓它放空螺絲放空數(shù)分鐘，使壓縮機內(nèi)部的三張膜片進行的充分接觸、貼合，保證三張膜片進行同步工作，這樣夾著在膜片之間可能的空氣才會排放干凈，避免了因為三張膜片內(nèi)部的氣體影響壓縮機的報警器誤報。

圖2 膜片與氣缸、油缸家寋結(jié)構(gòu)改造圖

（2）通過合理計劃壓縮機開停車周期，3小時短期內(nèi)壓縮機的開停車操作改為壓縮機不停車，將壓縮機進出口進行循環(huán)操作，減少或避免壓縮機的頻繁開停車；規(guī)范壓縮機開停車操作，壓縮機停機后及時將油壓泄盡，并將氣缸內(nèi)介質(zhì)用氮氣置換后，泄至微正壓30kpa；保證壓縮機不工作時，氣缸內(nèi)沒有腐蝕性介質(zhì)，且膜片能在自然狀態(tài)下，降低消除氣閥腐蝕和膜片不會長時間向一個方向變形，保證氣閥、膜片長周期具有正常使用功能。

原來壓縮機缸蓋和氣閥的材質(zhì)是2Cr13，耐腐蝕性能差，為防止缸蓋和氣閥的腐蝕，將其材質(zhì)改為耐腐蝕性能好的316L材質(zhì)的缸蓋和氣閥。

（3）在壓縮機進口管線進行優(yōu)化整改，增大壓縮機與 TH回收儲槽的高度差，并在它們之間增加一臺較長的立式7m3冷凝器和一臺過濾器。冷凝器主要是將壓縮機進口管線內(nèi)的氣相甲醇進行液化，液化后的甲醇通過自身重量返回到TH儲槽內(nèi)，達到降低壓縮機進氣介質(zhì)中甲醇的含量；膜壓機進口過濾器的夾套內(nèi)通蒸汽，提高壓縮機進氣介質(zhì)的溫度，使其保持在20～40℃，防止壓縮機在壓縮過程中把氣相甲醇再次液化，壓縮機缸蓋內(nèi)出現(xiàn)液體，壓縮機氣缸出現(xiàn)液擊現(xiàn)象，延長壓縮機的膜片、氣閥使用周期。

（4）在壓縮機油箱內(nèi)增加一套油冷卻系統(tǒng)，使用齒輪油泵對油缸內(nèi)的潤滑油進行強制潤滑冷卻，降低有缸內(nèi)油溫；對油缸和缸蓋進行改造設(shè)計，在油缸和缸蓋內(nèi)增加冷卻循環(huán)水路，在油缸和缸蓋內(nèi)通冷卻水，降低壓縮部位內(nèi)部潤滑油的溫度和缸蓋的溫度，消除物料在膜片和缸蓋上自聚；曲軸箱溫度的降低，對潤滑油的液壓使用及其對設(shè)備潤滑冷卻起到了良好的作用。

（5）在壓縮機出口部位增加一個7㎡的換熱器，在換熱器內(nèi)通5℃冷卻水，從而快速降低壓縮機出口管內(nèi)物料溫度，通過控制換熱器冷卻水的流量，調(diào)節(jié)出口管溫度，保證換熱器出口管溫度在20～30℃，物料在此溫度下不會出現(xiàn)自聚和積液現(xiàn)象，減少了出口管自聚堵死的可能，保證壓縮機安全穩(wěn)定運行。

3 實施效果及結(jié)論

上訴措施在2017年3月在含氟裝置上2臺TH回收壓縮機上改進實施后，在2017年4～6月3個月內(nèi)在工況相同條件下，對改進實施后的此2臺TH回收壓縮機和未改進的另外2臺TH回收壓縮機的檢修統(tǒng)計分析如下：

表1 改裝前后檢修統(tǒng)計分析

通過上表可以分析：消除壓縮機誤報警，原來膜片使用周期約3周需更換，現(xiàn)在可連續(xù)使用3個月；氣閥因為腐蝕、積料導(dǎo)致內(nèi)漏的原因的大大降低到原來的 1／3，未整改的 2臺壓縮機出口管線的積料堵死現(xiàn)象已經(jīng)各出現(xiàn)1次，而整改后的2臺壓縮機還未出現(xiàn)管線堵死現(xiàn)象。

TH回收壓縮機通過上述的整改措施落實后，壓縮機的運行明顯得到提高，減少了停車檢修損失，增加了安全系數(shù)，消除了安全隱患。

① TH：有機氟氣體

[1]唐學(xué)敏. 隔膜壓縮機金屬隔膜故障原因分析及對策[J]. 機械,2010,(37) ： 76-77.

[2]郁永章,劉勇. 特種壓縮機[M]. 北京： 機械工業(yè)出版社,1989.

[3]樊元祿. 隔膜壓縮機典型故障分析[J]. 民營科技,2009,(11)： 12.

[4]安定綱. 往復(fù)式隔膜壓縮機技術(shù)問答[M]. 北京： 中石化出版社,2005.

[5]北京第一通用機械廠. 隔膜壓縮機產(chǎn)品使用說明書. 2000.

TH①Recovery Diaphragm Compressor Failure Analysis and Treatment

TONG Jiangbo*,XIA Ruyan,WANG Jinghui
(Zhejiang Juhua Co.,Ltd. Zhejiang Quzhou,324004,China)

dctailed introduction TH causes of failure in recovery of diaphragm compressor,from the compressor diaphragm sealing mechanism. Cover valve material. Oil temperatue outlet pipe and other aspects of analysis,Put forward improvement menthod from diaphragmseal seal material replacement add oil ciruit cooling system and improvement of outlet pipe cooler.

diaphragm type compressor sound the alarm bell auto-polymerization temperature cooling

TH456

A

1672-9129(2017)06-0137-042

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.048

童江波,夏汝焱,王京輝. TH①回收隔膜壓縮機故障分析及處理[J]. 數(shù)碼設(shè)計,2017,6(6)： 137-138.

Cite：TONG Jiangbo,XIA Ruyan,WANG Jinghui. TH①Recovery Diaphragm Compressor Failure Analysis and Treatment[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 137-138.

2017-02-05；

2017-03-16。

童江波（1989-），本科，助理工程師，現(xiàn)浙江巨化股份有限公司氟聚廠工作。

Email：kdzp001@163.com