以往复式为例析氢氮气压缩机故障成因及排除

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摘 要：氢氮气压缩机是化工的关键设备，氢氮气压缩机发生故障会直接影响产量，如发生故障，甚至造成重大安全事故，造成巨大人身及财产损失。该文以往复式氮氢气压缩机的常见故障进行分析，并提出故障排除的方法，旨在保证生产的顺利进行，提高生产效率。

关键词：氮氢气；压缩机；故障

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.11.055

1 引言

氢氮气压缩机种类较多，在化工企业生产中应用极为普遍，其作用是举足轻重的，已成为不可缺少的重要设备。由于化工生产的连续性强，以往复式活塞氮氢气压缩机为例，在长期使用中，会因多种原因，产生可能影响正常生产的故障，还很可能由于氮氢气泄漏，在高流速状态（产生静电）或遇明火状态，引起火灾隐患，使生命财产安全受到较大威胁。故此，及时发现，及时处理氢氮机故障，做到备车不过夜，以避免安全生产事故次生和扩大。

2 常见故障分析

2.1 “曲轴”产生断裂

往复式压缩机，它的工作原理是凭借着曲柄连杆，来完成往复式运动。我们常说的“曲轴断裂”，一般是指机身与汽缸发生脱离开裂，就是许多人说的撞杆。如曲轴断裂，基本是分裂成两个段，这会使排气管撕裂严重，或严重变形。要是遇到较高的压力情况时，氮氢气在管路中，或发泄漏。这样，氮氢气在遇到明火的时候，达到氢氮气的爆炸极限，造成火灾或者爆炸的危险，严重威胁到人身和财产方面安全，后果十分严重。该故障成因有：“曲颈和曲臂二者过渡的圆角不够合适。在热处理时，应力基本都不规则地分布在圆角位置。若曲轴长期运行于超负荷状态，“油气孔”会逐渐一点点起裂，最后，会造成曲轴断裂，分为两段。

2.2 “连杆”发生断裂

长期的持续运转后，机器的连杆会螺栓金属老化，致使“塑性”变形。另外，还会使螺栓“钉头”松动，“钉头”和与断面二者间脱离，这二者脱离后，会是使偏心负荷较大。另外，螺栓也可能会质量不过关，这也是使连杆断裂的主要原因之一。要是连杆断裂，会导致发生十字头出现滑履、罐焊口和冷却器等多部件故障。

2.3 “活塞杆”断裂

“活塞杆”的断裂是化工企业的压缩机的常见故障，该故障直接严重影响着生产运行的稳定性和持续性。总结日常生产情况，不难看出，活塞杆断裂的常见部位，一般是紧固“活塞”的“螺纹”，“十字头”的连接螺纹。总结现象和分析原因，判断造成这种现象，是在设备设计过程中，没对“活塞杆受到运转拉力”进行考虑，另外，设备安装中，用了过大预紧力，这样，“活塞”受到撞击力，会远远超出其承载极限。所以，经过，长期运转情况下，“活塞杆”会因为金属十分疲劳，最后导致了断裂。

2.4 “排气量”不够

往复式压缩机过滤清器在经过了长期运转以后，很多的污垢积累起来，滤清器会因脏污而造成堵塞。这种堵塞，增加了吸气阻力。阻力，又会使得排气量达不到规程指标。气阀阀片和阀座间有时因脏污，发生气阀阀片和阀座间两者关闭不严，致使因漏气也会影响排气量，也影响到“压力和温度”两个指标。除此外，造成不利影响的关键因素还可能包括：气缸、活塞、活塞环，都可能会因为制造时候质量不过关，或者过长时间连续使用，造成严磨重损，汽缸余富的间隙过于大。

2.5 “排气温度”异常

“排气温度”大于设计值、“进气温度”、“压力比”、“滤网情况”、“气体压缩指数”“排气温度”的异常是拓排气温度不正常的主要表现形式。从浩良河化肥分公司在日常生产和实践的总结归纳看，“排气温度高”，主要是由于“吸气温度过高”。而该原因一般是由于“冷却器供水不足”或者换热效果不好，并随后又造成影响到排气温度高。“吸气温度高的原因”还有：“气阀、活塞环等密封装置”在发生漏气，会直接造成排气温度升高，还会造成各级间压力发生变化。当该压力超过了正常生产的数值，排气温度当然会变得高了。此外，排气温度升高的原因，还可能是因为“过滤器滤网堵塞，会影响压缩机正常做功”。

3 故障的排除方法

3.1 提高压缩机排气量

想要排除曲轴断裂的故障，就要从“降低曲轴长时间超过负荷运转”这一根源上来解决。第一点，要把过滤器清洗干净。洗净污物后，还要使缩短吸气管长度，加大吸气管直径（D），都会在完成改造后，实现有效降低吸气阻力，在提高吸气量同时，也使排气量增加。第二点，就要在针对“设备内部活塞、气缸等部件磨损会造成气体泄漏而影响排气量，进而加大了部件磨损率”这种情况下功夫，应该在“控制气缸、活塞安装的间隙”方面下功夫，以达到“有效降低磨损”，要根据活塞的材质和质量情况，最后确定它的大小。第三，控制好气阀的“弹簧力”。“弹簧力”不论是太大还是太小，都会直接影响到阀片，使机器不能正常工作。在进行弹簧力合理控制时，应充分考虑气体通道界面和阀片二者的行程。

3.2 控制温度

为了确实保证往复压缩机的排气温度处于正常控制值以内，应要找到病因和“因病施治”。第一是要把排气温度控制好。其方法是：提高膨胀阀的开启度，提高其吸气压力，对排气温度高，可 “改变吸气管长度、增加冷却水量，同时严格配合控制不凝性气体的量。第二，选用质量好的油，对压缩机的部件定期检查。主要是提前更换显示出有“磨损”迹象部件。第三，控制冷凝器保持温度，使其处于恒定状态，对冷凝器结垢进行定期清理，最大限度降低制冷剂使用量，经科学测算，增大冷凝器的传热面积（S）。

3.3 控制压缩机压力

首先是，定期“清理滤清器污垢，疏通排气管道”，以实现有效降低吸气管吸气阻力，并根据企业实际情况，把排气量控制于标准范围内。第二是，降低“填料函”的漏气量，在安装填料函时，要重点是预防填料函与活塞杆之间磨损，在“填料函”的位置，严格遵守规程加注油。要严格执行“五定“制度，以令油的冷却和密封作用得到充分挥。在进行压紧气阀压紧力的控制时，要保证压紧力适宜，以避免因压力大小不合适对气阀的功造成不利的响。其压紧力确定，应根据阀门腔的直径（D）和大气体压力（P）来做。

4 结语

综上面所述的内容，对化肥企业而言，保证往复式压缩机能够正常运转，既要加强日常维护管理，按照规程进行压缩机的运行情况巡回检查，尽早发现，及时更新有磨损迹象可能会致事故扩大的部件，以达到使设备持续稳定运行，预防发生安全事故的目标。化工生产，情况千差万别，这就需要要注意不断地积累日常工作经验和教训，在努力提高故障的判断力和检修技术水平同时，还要实现检修周期合理控制，实现一方面满足生产需要，一方面延长设备使用寿命目标。