朱蘇寧

中國石油天然氣股份有限公司錦西石化分公司 遼寧 葫蘆島 125001

本工作選取某石化企業(yè)酸性水汽提裝置氨精制單元8AS-12.5、8AS-17活塞式氨壓機作為研究對象，對近些年來在生產運行中氨壓機常見問題、常見故障案例展開分析，以及對采取的預防措施和處理對策方面進行具體探討，為同型號、同類型活塞式壓縮機預防維護、避免故障提供參考。

1 活塞式氨壓機8AS系列概述

某石化企業(yè)氨精制裝置8AS-12.5、8AS-17型活塞式壓縮機，屬于高速多缸往復壓縮機。機體曲軸箱和缸體鑄成一體，曲軸為雙拐式，氣缸體呈W型分布，提高了壓縮機運轉的平穩(wěn)性。該型壓縮機含4組、共計8個氣缸，當氣體被壓縮機吸入，經壓縮后氣體壓力升高，氣體溫度也隨之升高，各氣缸蓋、機體均帶冷卻水套或冷卻水盤管，保持機體以及內部潤滑油運行溫度。采用曲軸帶動軸頭齒輪油泵強制式潤滑以及曲軸轉動飛濺式潤滑方式，潤滑油型號為46#冷凍機油，潤滑油與介質接觸，正常運行時潤滑油壓大于入口壓力0.15～0.2MPa（至少大于0.12MPa以上）。根據實際生產氨氣處理量調節(jié)掛缸器（卸載裝置）、實現工藝操作調整。工藝流程主要為：氣體過濾→壓縮機→冷凝→液體。

2 常見故障與原因分析

2.1 介質成分變化造成氣缸布油不良易導致氣缸損壞

當生產負荷突然提高，氨氣總量隨之增大，8AS-12.5型氨壓機將由4缸做功轉為8缸做功（此型號壓縮機第2組缸、第3組缸靠近入口管線側），在運轉一段時間后，壓縮機做功能力下降、進行停機檢查。拆機檢查現象：氨壓機第2組缸入口側氣缸整體損壞、連桿斷，第1組入口側氣缸整體損壞、連桿斷，第3組氣缸入口側氣缸活塞損壞。機體靠近入口側筋板等部位被打壞。根據各組氣缸零部件及機體損壞程度狀況進行檢查，斷定氨壓機2組缸入口側氣缸為最先發(fā)生故障。

通過生產操作、設備拆檢情況綜合分析故障原因：（1）酸性水處理量雖比較平穩(wěn)，但酸性水中氨氮含量明顯升高，側線氨氣含量增加，過濾后純凈度變差，氨壓機負荷增大。當側線氨氣量穩(wěn)定時，氨壓機掛4個缸即可滿足生產條件，而當側線氨氣量增加后，氨壓機需掛滿8個缸。此時壓縮機各組氣缸運行狀態(tài)：第1組、第2組氣缸保持繼續(xù)做功，第3組、第4組氣缸由空載轉為做功狀態(tài)，同時伴隨系統(tǒng)中氨氣流速整體提升，介質中不易壓縮氣體或其他雜質快速堆積在壓縮機前過濾器中，少量微小雜質進入壓縮機體內部，影響機內潤滑油品質。（2）據壓縮機氣缸分布以及介質流向判斷，靠近入口管線側的第2組缸、第3組缸入口側氣缸受介質影響，發(fā)生抱缸的幾率較大。原因是其靠近入口管線，介質首先進入，當入口介質中成分出現變化，如濕度增加或存在其他不凝氣體，在壓縮機壓縮比一定的前提下，未被排出的不易壓縮氣體繼續(xù)膨脹，將返串入氣缸活塞與缸套之間，破壞氣缸內壁鏡面油膜，致使?jié)櫥?、冷卻效果變差，最終導致活塞往復運動過程中溫度升高，活塞（材質為鋁合金）膨脹與缸套（材質為鑄鐵）抱死，以致損壞缸套、活塞等零部件。

2.2 氣缸組件疲勞磨損導致氣缸損壞

氨精制裝置氨壓機第1組、第2組缸活塞及氣缸為常用做功，經長期運行，活塞及活塞環(huán)、刮油環(huán)附件將出現疲勞故障，進而影響氣缸內活塞往復運行、破壞缸套內油膜布油效果，氣缸體內將出現撞擊聲，例如某次故障檢修發(fā)現1#缸活塞（材質為鑄鋁）在上部斷裂，連桿未從缸套中脫落，缸套損壞，因發(fā)現及時，在初始階段緊急停機，對其他2#-8#氣缸部件檢查均未發(fā)現問題，機體本體未發(fā)現損壞。

2.3 氣缸進氣閥片損壞導致機組振動、聲音異常

氨精制裝置 8AS-17型高速多缸往復壓縮機，當生產運行時壓縮機入口閥片部分缺損脫落，由于閥片在閥座內處于外封閉狀態(tài)，脫落后只能落入缸套與活塞之間的縫隙或者活塞頂部。根據活塞頂部和排氣閥閥芯座的撞擊情況判斷，閥片缺損部分（長30mm，厚1.7mm）脫落在活塞頂部，氣閥與活塞止點間隙為1.5mm，這樣活塞運行沒有止點間隙，形成撞擊，活塞變形，徑向膨脹影響了刮油環(huán)的布油效果，造成活塞環(huán)摩擦熱無法帶走，活塞瞬間被拉斷裂。經現場對閥片的斷面層觀察發(fā)現顏色不一致（主體為黑色，局部有灰白色），分析閥片鍛壓、熱處理不均勻，存在初始質量性能缺陷。

2.4 驅動端油封失效導致介質泄漏

氨壓機軸封為單端面機械密封，軸封裝置主要靠固定環(huán)、活動環(huán)、密封圈及潤滑油來密封曲軸箱的工藝介質。而壓縮機內潤滑油品質受介質組分、油濾器效果、冷卻效果等因素影響，當壓縮機經長期運行后，在驅動端油封密封動環(huán)與軸間的密封橡膠O型圈處將有少量粉末狀雜質堆積，影響密封效果。因在摘/掛缸操調節(jié)壓縮機負荷過程中會伴隨軸會有輕微軸向的竄動，雜質會影響密封O型圈自動復位，若當雜質累計較多影響密封圈復位時，導致潤滑油沿密封膠圈雜質堆積縫隙處漏出，壓縮機內潤滑油將快速流失，進而導致介質溢出。安裝時需注意確認機體內部非驅動端軸頭泵前“喇叭口”與精濾芯接頭處是否完全密封，潤滑油是否經過精濾芯后再入各潤滑部位，在油封失效初期根據情況進行預判，進行預防性檢查維護。

2.5 卸載機構（卸荷器）調節(jié)失靈，壓縮機運行性能下降

生產運行過程中，根據操作條件變化、氨氣流量，通過調整能量調節(jié)器控制各氣缸卸荷器，卸荷器由油缸、油活塞、拉桿、轉動圈、頂桿和彈簧組成，可通過各氣缸頂部冷卻水套溫度確認各缸運行情況。當卸荷器無法加載或卸放時，常見可能由兩方面引起：（1）油路堵塞不暢通或循環(huán)油壓力低，無法將油壓輸送到卸荷器油缸中、油缸中油活塞無動作。（2）卸荷器拉桿與氣缸套外部轉動圈未形成有效傳動配合，轉動圈無法轉動，不能帶動頂桿降落，使氣閥閥座正常工作。

3 故障處理措施

3.1 根據操作條件變化及時調整運行維護措施

當出現工藝介質負荷大幅變化或工藝介質較臟情況，氨氣與潤滑油接觸時易受污染并導致潤滑效果變差，壓縮機使用壽命縮減。首先，應在更換潤滑油頻次進行調整，保持潤滑油循環(huán)質量滿足壓縮機運行。其次，在入口管道方面，應結合管道實際情況選擇面積相對較大的、精度較高過濾器，提高對工藝介質的較大雜質的過濾，預防其進一步引起振動問題。第三，在維護保養(yǎng)工作方面，應根據實際情況選擇適當清洗、更換壓縮機前過濾器濾芯方案，以及定期拆機檢查壓縮機機體氣濾、油濾芯。第四，應加強對潤滑油、酸度、機雜的分析。第五，氨壓機系統(tǒng)中的結晶銨鹽主要由工藝介質中的硫化氫所致，當上游操作發(fā)生波動后，較難通過脫硫劑脫除硫化氫雜質，故并將其帶入系統(tǒng)之中，在操作方面盡可能保障其平穩(wěn)性和精細性。同時，根據脫硫劑使用現狀，按時進行入口工藝氣分析，并根據分析結果及時做出相應調整，預防因銨鹽進入氨壓機污染潤滑油品質，進而影響壓縮機運行。

3.2 改善氣缸內壁油膜分布、進行預防性檢修

首先，提高氣缸內壁潤滑效果，可在刮油環(huán)下部刃口位置手工研磨6道-8道磨槽，在不影響耗油量的前提下使其刮油效果減弱，增加氣缸內壁鏡面布油量，保證氣缸和活塞的潤滑效果。其次，應增加配件驗收的技術手段，必要時可以通過咨詢第三方機構并購買其服務。第三，閥片安裝時，應確認入口閥片落入缸套閥座內部，防止發(fā)生偏離，氣缸卸載裝置頂桿在正確位置。第四，對活塞式壓縮機類，根據技術資料要求對氨壓機運行情況進行評估，提前進行預防性檢修，檢查清洗零部件的磨損程度，如氣缸、活塞、曲軸、各處軸承、吸排氣閥、機體氣濾、油濾等。第五，技術人員加強對氨壓機結構性能及運行管理等內容指導培訓，尤其應對崗位人員進行氨壓機故障應急操作培訓，明確緊急停機條件，提高應急操作水平。

3.3 檢查潤滑油過濾效果，測量機組運行軸線竄動間隙

首先，在機體內部非驅動端軸頭齒輪泵前“喇叭口”與精濾芯接頭處安裝密封膠墊，增強濾芯過濾效果，確保密封處油質清潔。同時，清理曲軸油箱、各部位濾芯、潤滑管路，確保機體內潤滑環(huán)境清潔。其次，檢查測量、調整軸向竄動量，達到標準值＜1mm。

第三，根據該企業(yè)石化內部往復式壓縮機強檢管理、氨壓機技術文件中的要求，當活塞式壓縮機每運行8000h，進行一次大修的描述，并提前完成預防性大修。除此之外，該石化企業(yè)調研了同行業(yè)氨壓機使用情況，咨詢制造廠家關于安裝、維護相關資料。

4 運行效果

該石化企業(yè)通過對近年來氨壓機常見故障問題進行分析，制定、執(zhí)行相應的預防措施，從優(yōu)化生產工藝條件、精細操作維護、控制檢維修質量多方面進行落實，使氨壓機運行管理整體得到了提升，故障率大幅降低，逐漸實現安穩(wěn)長滿優(yōu)運行。

5 結束語

本文簡介氨精制裝置應用的8AS系列活塞式氨壓機常見故障現象、故障問題，主要包含工藝介質成分變化、機組運行潤滑與冷卻、傳動部件運行過程中磨損等幾個方面，同時積極汲取前期改革中積累的經驗，遵循思路決定出路的大原則選擇“具體故障，具體分析，針對性解決”的方法，制定一些針對性強、適配性較高的日常運維管理方案，并結合具體故障及其成因，對其進行預防性管理與具體解決，進而保障氨壓機的安全可靠運行，全面提高企業(yè)的全要素生產率，促進綜合效益產出。