黃曉勇

[摘? 要]往復(fù)式活塞壓縮機(jī)在煉油、化工、天然氣加工和輸送過程中占有重要的地位。本文針對煉油廠重整加氫裝置氫氣壓縮機(jī)在運行過程中、檢修中存在的氣閥故障，進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的預(yù)防措施，旨在延長設(shè)備的使用周期，提高操作人員、設(shè)備管理人員、維護(hù)、檢修人員的操作技能，實現(xiàn)設(shè)備的安、穩(wěn)長周期運行

[關(guān)鍵詞] 往復(fù)式壓縮機(jī) 氣閥? 故障分析? 預(yù)防措施

[引? 言]氣閥是壓縮機(jī)中最重要的易損件之一，它的性能優(yōu)劣直接影響到壓縮機(jī)的排氣量、功率消耗和安全運行。如排氣閥漏氣會使壓縮機(jī)出口氣體的溫度升高，排氣量降低，影響正常的生產(chǎn)運行;若破碎的閥片或彈簧進(jìn)入氣缸會損壞活塞及氣缸，降低設(shè)備的使用時間，直接影響生產(chǎn)平穩(wěn)、長周期運行和經(jīng)濟(jì)效益。為此，不斷提高操作人員、設(shè)備管理人員和維護(hù)人員，對設(shè)備出現(xiàn)的常規(guī)故障的綜合分析和判斷水平，實現(xiàn)煉油、化工裝置“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”的運行目標(biāo)。

一、氣閥的組成及工作原理

1.氣閥主要由以下零部件組成。

（1）閥座：氣閥的靜止密封元件。

（2）閥片：壓縮機(jī)氣閥的啟閉密封元件，常用2Cr13、3Cr13或1 Cr18Ni9Ti等不銹鋼材料，也可用純聚四氟乙烯、尼龍6等非金屬材料。

（3）氣閥彈簧：壓縮機(jī)吸、排氣結(jié)束時，彈簧推使閥片及時落到閥座上形成密封，同時緩沖閥座、閥片密封面開啟時對升程限制器產(chǎn)生的沖擊力。

（4）頂開器（升程限制器）：限制閥片開啟的最大升程，其頂開器上的導(dǎo)向塊對閥片的啟閉進(jìn)行導(dǎo)向，即只允許閥片作垂直于閥座的起落運動，作為安置彈簧的底座。

2.工作原理。

進(jìn)排氣閥的工作過程是類似的，現(xiàn)以進(jìn)氣閥為例說明氣閥的工作過程?；钊赏庵裹c（活塞離曲軸旋轉(zhuǎn)中心最遠(yuǎn)距離處）向內(nèi)止點運動時，位于活塞左側(cè)（缸蓋側(cè)）與缸蓋之間的空間變大，殘余的氣體開始膨脹降壓，氣缸內(nèi)壓力變小，氣缸與進(jìn)氣腔之間的壓力差作用于氣閥閥片上，當(dāng)壓力大于氣閥彈簧力時，閥片離開閥座密封面，氣體通過產(chǎn)生的間隙進(jìn)入氣缸，壓縮機(jī)吸入壓縮介質(zhì)，在氣流的壓力作用下繼續(xù)推動閥片上升，直到氣閥閥片撞到頂開器，活塞在接近壓縮機(jī)氣缸內(nèi)止點時速度逐步降低，進(jìn)氣流量、速度和氣流產(chǎn)生的壓力也相應(yīng)減少，當(dāng)壓力差不足以克服氣閥彈簧力時，氣閥閥片離開頂開器，在彈簧力的作用下逐步進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài);活塞由內(nèi)止點轉(zhuǎn)向外止點運動，缸內(nèi)氣體被壓縮而壓力逐步升高，氣缸內(nèi)壓力大于排氣閥彈簧力時，排氣閥閥片離開閥座，排出氣體。

二、氣閥損壞的原因分析

1.閥片損壞。

（1）材料機(jī)械性能缺陷。閥片是往復(fù)活塞式壓縮機(jī)中氣閥的重要部件之一，它的好壞直接影響壓縮機(jī)的工作。 閥片工作時承受著交變的沖擊載荷，并承受腐蝕、磨損、高溫等綜合因素的作用，因此大部分損壞的閥片都是徑向斷裂或局部剝落并伴隨有磨損，為了提高閥片的使用壽命，閥片應(yīng)具有較高疲勞強(qiáng)度、沖擊性、耐磨性和抗腐蝕性。

（2）疲勞造成損壞。

閥片在吸排氣過程中主要承受兩種載荷。一種載荷是由氣體壓力差引起的靜載荷，在這種靜載荷力的作用下，閥片會產(chǎn)生永久性彎曲變形，由于往復(fù)式壓縮機(jī)與生俱來就有的壓力脈動變化規(guī)律（氣缸內(nèi)的壓力由較低的吸氣壓力變化到較高的排氣壓力），則加劇了閥片的疲勞破壞;另一種是為撞擊載荷，吸排氣過程中在閥座和升程器之間來回跳動的閥片，會受到閥座和升程器的撞擊產(chǎn)生彎曲變形。

（3）輸送介質(zhì)或壓縮氣體引起腐蝕。

閥片在工作過程中受到輸送介質(zhì)的沖刷，會破壞閥片表面造成金屬表面出現(xiàn)部分麻點或空洞，引起閥片與閥座密封不嚴(yán)加速閥片損壞。

2.進(jìn)排氣氣閥的彈簧損壞。

閥片在工作過程中與氣閥升程器頻繁接觸，氣閥彈簧由于受壓縮不斷變化，壓縮機(jī)活塞往復(fù)運行一周，氣閥彈簧則由預(yù)壓縮力（閥片全閉）變化到最大壓縮力（閥片全開），氣閥彈簧在這種脈動的不斷循環(huán)變化的載荷作用下，彈簧也是最易損壞的氣閥零部件。在壓縮機(jī)工作過程中氣閥經(jīng)常會出現(xiàn)“咳嗽”現(xiàn)象，多數(shù)是由于彈簧與升程限制器的導(dǎo)向面配合在安裝過程中過松或過緊而產(chǎn)生的故障，裝配時過松會引起氣閥波形彈簧的劇烈跳動（常見徑向運動）和周向旋轉(zhuǎn)，造成彈簧磨損，產(chǎn)生永久變形甚至折斷，而過緊的裝配會引起波形彈簧卡死，長期會造成波形片折斷，也會引起壓縮機(jī)的氣閥損壞。

3.降低壓縮機(jī)冷卻效果。

壓縮機(jī)處于正常工作狀況時，氣缸內(nèi)吸氣溫度正常，水套冷卻水的冷熱交換效果是排氣閥排氣溫度高低的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，冷卻介質(zhì)若是采用循環(huán)水作為冷媒時，循環(huán)水在密閉的環(huán)境、適宜的溫度下，經(jīng)過長時間運行易滋生生物或引起水腔結(jié)垢，流通孔徑會越來越小，導(dǎo)致冷卻效果不好，尤其到了夏季外界環(huán)境溫度升高，引起排氣溫度過高，排氣閥氣閥彈簧、閥片工作條件惡化，致使氣閥彈簧、閥片損壞。

4.安裝質(zhì)量差。

在裝配過程中若出現(xiàn)氣閥漏氣，則使高溫、高壓的氣體倒流入氣閥，使氣閥的工作條件惡化，也可導(dǎo)致閥片、彈簧的損壞。

三、防止氣閥損壞的預(yù)防措施

1.合理選擇彈簧材質(zhì)。彈簧最好用不銹鋼彈簧鋼絲來制造，以保證性能的穩(wěn)定性，增強(qiáng)彈簧承受脈動和循環(huán)載荷的能力。

2.調(diào)整彈簧力。為減輕閥片受到閥座和升程器的撞擊，可在升程器上鑲嵌橡膠圈來緩沖撞擊力，或適當(dāng)增加彈簧力。

3.優(yōu)化閥片材質(zhì)。閥片使用尼龍閥片，可有效提高使用壽命。

4.及時檢修。定期對氣閥閥片、彈簧進(jìn)行檢查清洗。如果氣閥彈簧損壞，則該氣閥所有彈簧應(yīng)同時更換。

5.加強(qiáng)散熱。防止循環(huán)水過臟，定期清洗冷卻水套。

6.提高安裝質(zhì)量。杜絕因氣閥裝配不良而引起的閥片、彈簧損壞的現(xiàn)象發(fā)生。

7.嚴(yán)格控制介質(zhì)組分。在操作中防止出現(xiàn)氣包液、氣帶液等現(xiàn)象發(fā)生，定期對破沫網(wǎng)進(jìn)行檢查、清掃，加強(qiáng)脫液。

三、結(jié)束語

在生產(chǎn)運行過程中，我們只要嚴(yán)格按照設(shè)備操作規(guī)程進(jìn)行操作，對壓縮機(jī)氣閥常見故障加強(qiáng)分析，認(rèn)真查找產(chǎn)生故障的原因，及時維護(hù)保養(yǎng)，就可以延長壓縮機(jī)的正常運行時間，減少設(shè)備故障，能夠為企業(yè)的長周期生產(chǎn)提供保障。

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