高峰 馬金晶 彭玉英

摘 要：本文對(duì)壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的故障原因進(jìn)行了分析，由于天然氣壓縮機(jī)一旦出現(xiàn)故障狀況，會(huì)影響整個(gè)管道中天然氣的正常壓縮和輸送，要提高天然氣壓縮機(jī)工作的可靠性，最主要的是做好壓縮機(jī)故障進(jìn)行預(yù)防工作，在出現(xiàn)故障的情況下能迅速找出壓縮機(jī)故障原因，及時(shí)排除故障。

關(guān)鍵詞：壓縮機(jī)；天然氣；故障；閥片

由于從油氣田中開(kāi)采出來(lái)的天然氣壓力比較低，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到將天然氣進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送的壓力要求，因此，要實(shí)現(xiàn)天然氣以液態(tài)的形式進(jìn)行運(yùn)輸或者用管道遠(yuǎn)距離輸送，必須對(duì)天然氣進(jìn)行壓縮或增壓處理。天然氣壓縮機(jī)是天然氣生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的技術(shù)含量比較高的一種機(jī)械設(shè)備，擔(dān)負(fù)著對(duì)不同壓力來(lái)氣的壓縮任務(wù)，壓縮機(jī)可靠性的高低直接決定著其工作性能的好壞。往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)是一種應(yīng)用十分廣泛的機(jī)械設(shè)備，具有穩(wěn)定性強(qiáng)、適用范圍廣、壓縮效率高等優(yōu)點(diǎn)。但其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中容易故障頻發(fā)，并且故障的診斷過(guò)程較為對(duì)復(fù)雜，需要運(yùn)用專業(yè)合理的方法才可以達(dá)到較好的解決故障的效果。

一、氣閥故障原因分析

氣閥是往復(fù)式壓縮機(jī)關(guān)鍵的機(jī)械部件之一，氣閥的性能不僅關(guān)系到往復(fù)式壓縮機(jī)的可靠性，而且對(duì)壓縮機(jī)的功耗和工作效率有著明顯的影響。

（1）閥片故障

閥片是氣閥的關(guān)鍵部件，壓縮機(jī)閥片失效的主要形式是折斷或變形，閥片發(fā)生故障就不能保證氣體通道的正常開(kāi)關(guān)，會(huì)造成氣體泄漏與回流。碎裂的閥片將引起復(fù)雜的振動(dòng)，閥片碎片進(jìn)入氣缸將對(duì)氣缸、活塞等部件造成嚴(yán)重的破壞。引起閥片故障的原因如下：

1）來(lái)氣中含有微小的固體顆粒雜質(zhì)雜物，它們?cè)趬嚎s機(jī)高壓氣流的推動(dòng)下猛烈撞擊閥片，容易造成閥片損壞，引起閥片故障。

2）彈簧失效或銹蝕。彈簧是氣閥中最易損壞的零部件之一，它的性能好壞直接決定了一個(gè)氣閥的使用壽命，由于彈簧的失效引起彈性變化，導(dǎo)致了閥片工況的變化，使閥片停留在升程限制器上的時(shí)間延長(zhǎng)，將在活塞更接近止點(diǎn)位置或氣流速度更低時(shí)才開(kāi)始關(guān)閉，甚至活塞已到達(dá)止點(diǎn)閥片仍未回到閥座上，造成關(guān)閉滯后。此時(shí)，活塞已經(jīng)開(kāi)始了壓縮行程，使吸入的氣體回竄，不僅減少了排氣量，同時(shí)閥片在彈簧力和竄出氣流的共同作用下撞向閥座，造成嚴(yán)重敲擊，噪聲變大，并且使得閥片和閥座損壞加劇，致使閥片受力不均，開(kāi)啟和閉合沖擊變大，非常容易使閥片在短時(shí)間內(nèi)造成變形或者斷裂。

3）由于天然氣壓縮機(jī)壓縮的介質(zhì)天然氣是一種由多種成分組成的混合氣體，其中含有的水分及硫化物是導(dǎo)致閥片腐蝕的主要原因，腐蝕的閥片容易損壞引起故障。

（2）潤(rùn)滑的影響

在往復(fù)式壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，為了達(dá)到良好的潤(rùn)滑效果，一般注油量都比較大，尤其是在壓縮機(jī)大修以后，為了保證壓縮機(jī)的氣缸和活塞有良好的潤(rùn)滑，會(huì)加大注油量。但實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中過(guò)量的潤(rùn)滑油又會(huì)局部聚集在活塞環(huán)后面的槽中，并在壓縮溫度影響下變稠和炭化，最終導(dǎo)致活塞環(huán)在槽中被卡死?？ㄋ赖幕钊h(huán)不僅降低了氣缸和活塞之間的氣密性，而且過(guò)量的潤(rùn)滑油有可能因氣密不嚴(yán)被泄漏的氣體攜帶至活塞另一端污染排氣閥。而排氣閥由于溫度較高，潤(rùn)滑油容易在此焦化并且形成“積碳”，導(dǎo)致氣閥不能嚴(yán)密關(guān)閉，使排氣量明顯降低，致使往復(fù)式壓縮機(jī)消耗功增加，加快氣閥閥片的磨損和損壞，從而引起氣閥故障。

二、壓縮機(jī)機(jī)械性能故障原因分析

（1）噪聲異常

往復(fù)式壓縮機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中的噪聲主要是敲擊聲，分為正常敲擊聲和非正常敲擊聲。正常的敲擊聲有調(diào)節(jié)器動(dòng)作產(chǎn)生的敲擊聲、閥門開(kāi)啟產(chǎn)生的敲擊聲等；非正常的敲擊聲是氣缸內(nèi)的敲擊聲、機(jī)身內(nèi)部的敲擊聲等。氣缸內(nèi)的敲擊聲產(chǎn)生的主要原因有氣缸內(nèi)有異物、氣缸進(jìn)水、活塞歪斜、氣缸和活塞磨損嚴(yán)重、桿與活塞的配合出現(xiàn)松動(dòng)等；機(jī)身內(nèi)的敲擊聲產(chǎn)生的主要原因有曲軸的平衡鐵出現(xiàn)松動(dòng)、十字頭與滑道的間隙過(guò)大、十字頭銷與十字頭體的配合間隙過(guò)大、曲軸的緊固件出現(xiàn)松動(dòng)等。當(dāng)飛輪與軸的配合松動(dòng)、聯(lián)軸器的裝配不當(dāng)時(shí)也會(huì)引起其它部件的敲擊異?，F(xiàn)象。

（2）振動(dòng)異常

個(gè)別部件出現(xiàn)磨損和松動(dòng)是引起往復(fù)式壓縮機(jī)振動(dòng)異常的主要因素。往復(fù)式壓縮機(jī)在正常工作的狀態(tài)下會(huì)有一定幅度的振動(dòng)，只要振動(dòng)幅度保持在一定范圍內(nèi)，則這種振動(dòng)是正常的；當(dāng)壓縮機(jī)振動(dòng)幅度超過(guò)一定值時(shí)，就屬于振動(dòng)異常。當(dāng)往復(fù)式壓縮機(jī)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，各組成部件不可避免地會(huì)出現(xiàn)磨損和松動(dòng)的現(xiàn)象，致使各組成部件的連接不好，出現(xiàn)使機(jī)組不再維持平衡的慣性力及較大幅度的氣流脈動(dòng)，最終使壓縮機(jī)振動(dòng)加劇出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

（3）機(jī)體過(guò)熱

往復(fù)式壓縮機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行的過(guò)程中，由于其不斷地對(duì)天然氣進(jìn)行壓縮做功，因此會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，循環(huán)冷卻水雖然可以帶走一部分熱量，但由于做功過(guò)程較為頻繁，做功產(chǎn)生的熱量不可能完全被循環(huán)冷卻水帶走，這就導(dǎo)致氣閥、氣缸、活塞等部件的溫度較高，使壓縮機(jī)機(jī)體的溫度過(guò)高時(shí)，會(huì)給壓縮機(jī)的正常生產(chǎn)運(yùn)行帶來(lái)危害。如果往復(fù)式壓縮機(jī)氣缸的排氣溫度過(guò)高時(shí)，不僅會(huì)使運(yùn)行狀態(tài)變差，而且會(huì)加速零部件的磨損，嚴(yán)重時(shí)甚至還會(huì)引發(fā)撞缸事故和爆炸。導(dǎo)致壓縮機(jī)機(jī)體過(guò)熱的原因很多，主要有級(jí)間冷卻效果不好、冷卻水不足、潤(rùn)滑效果不良、零部件間摩擦阻力過(guò)大、活塞桿發(fā)生彎曲等因素。

三、熱力性能故障原因分析

（1）級(jí)間壓力不正常

為了節(jié)約能量和提高天然氣壓縮機(jī)的壓縮比，一般采用多級(jí)壓縮、級(jí)間冷卻的工作形式。在正常的工作過(guò)程中，前一級(jí)的排氣壓力應(yīng)約等于后一級(jí)的進(jìn)氣應(yīng)力，如果壓縮機(jī)機(jī)組中的任何一級(jí)的參數(shù)出現(xiàn)異常，都會(huì)導(dǎo)致整個(gè)壓縮機(jī)機(jī)組的各級(jí)間壓力出現(xiàn)異常的現(xiàn)象。一般來(lái)說(shuō)，氣閥、活塞環(huán)等部件出現(xiàn)磨損是產(chǎn)生級(jí)間壓力不正常的主要原因。

（2）氣量不正常

氣量不正常是指往復(fù)式壓縮機(jī)處理天然氣的進(jìn)氣量或排氣量與正常工作時(shí)的數(shù)值相差較大，引起壓縮機(jī)氣量不正常的原因很多，因?yàn)闅饬?、溫度、壓力等各個(gè)熱力學(xué)參數(shù)之間都是相互影響的，任何一個(gè)熱力學(xué)參數(shù)發(fā)生改變都會(huì)引起氣量的變化?？偟膩?lái)看，引起往復(fù)式壓縮機(jī)氣量不正常的原因主要有壓縮腔不嚴(yán)密而發(fā)生壓縮泄漏、電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速過(guò)低、氣缸密封不好、汽缸蓋及氣缸填料漏氣、進(jìn)氣部件的濾清器堵塞等因素。

（3）排氣溫度異常

在往復(fù)式壓縮機(jī)的生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)排氣溫度增高的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況最可能的原因是壓縮機(jī)的級(jí)間冷卻效果出現(xiàn)了惡化問(wèn)題，這樣就會(huì)使下一級(jí)的排氣溫度升高，不僅影響了壓縮機(jī)的工作效率，而且也危害了壓縮機(jī)組的正常運(yùn)行。在排氣溫度升高出現(xiàn)異常的情況下，應(yīng)當(dāng)綜合考慮氣量、溫度、壓力等各參數(shù)之間的關(guān)系，找出出現(xiàn)問(wèn)題的根源。

（4）排氣壓力異常

壓縮機(jī)排氣壓力出現(xiàn)異常的情況，主要是排氣壓力降低，在這種情況下經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的氣體量不能滿足正常的流量需求。當(dāng)排氣壓力降低時(shí)，很有可能是壓縮機(jī)出現(xiàn)了故障，這些故障的原因與級(jí)間壓力不正常和氣量不正常的原因有些相似，可以參照查找故障問(wèn)題。

結(jié)束語(yǔ)

壓縮機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中不可避免地會(huì)出現(xiàn)故障問(wèn)題，如果能及時(shí)地對(duì)故障進(jìn)行排除，則會(huì)在很大程度上提高壓縮機(jī)運(yùn)行的可靠性和工作效率。平時(shí)應(yīng)對(duì)天然氣壓縮機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中可能出現(xiàn)的故障原因進(jìn)行匯總和分析，加強(qiáng)天然氣壓縮機(jī)的檢修維護(hù)工作，積極采用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)對(duì)壓縮機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。

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