亭子口1號中壓空壓機故障分析及處理

成偉平

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

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亭子口1號中壓空壓機故障分析及處理

成偉平

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

亭子口公司1號中壓空壓機在長時間啟動打壓過程中，反復(fù)出現(xiàn)二級安全閥動作，三級氣缸端蓋溫度高且有嚴重?zé)购圹E，三級氣缸金屬密封墊燒壞，1號空壓機報故障。經(jīng)過多次原因分析與處理，問題得到了解決，保證了機組的安全穩(wěn)定運行。

亭子口水電站 中壓空壓機 故障分析 處理措施

1 空壓機工作原理

亭子口中壓氣系統(tǒng)安裝的兩臺由康普艾公司生產(chǎn)的H5317型壓縮機，是一種小型三級四缸往復(fù)式壓縮機，冷卻方式為風(fēng)冷，排氣量為2.0m3，排氣壓力為8.0MPa，轉(zhuǎn)速為735r/min，主要作用是給4臺調(diào)速器油壓裝置供氣。其基本原理為：空氣通過進氣濾清器和進氣電磁閥進入第一氣缸，在氣缸內(nèi)壓縮至0.45MPa～0.51MPa，并通過排氣閥將空氣排到中間冷卻器，由風(fēng)扇使壓縮空氣在中間冷卻器的翅片管中散熱、冷卻；冷卻空氣通過第二級進氣閥進入第二級氣缸，在氣缸內(nèi)被進一步壓縮至2.2MPa～2.5MPa；再經(jīng)第二級排氣閥、第二級中間冷卻器、冷凝槽和第三級進氣閥進入第三級氣缸，被壓縮至最終額定壓力8.0MPa，最后經(jīng)后冷卻器和冷凝水分離器排到外部系統(tǒng)(圖1)。

圖1 H5317型壓縮機系統(tǒng)工作原理

2 1號空壓機首次故障分析與處理

2013年8月12日，亭子口2號機組進行建壓試驗。在建壓過程中，發(fā)現(xiàn)1號中壓空壓機二級安全閥動作，三級氣缸端蓋溫度高且有嚴重?zé)购圹E，三級氣缸金屬密封墊燒壞，1號空壓機報故障。事故后僅剩一臺空壓機對機組調(diào)速器油壓裝置進行補氣，對機組的安全運行帶來重大隱患。

經(jīng)檢查分析，產(chǎn)生此次故障的原因可能為曲軸箱潤滑油乳化嚴重，導(dǎo)致壓縮氣缸潤滑冷卻效果差，空壓機長時間連續(xù)運行導(dǎo)致三級氣缸溫度過高，最終造成三級氣缸嚴重?zé)?、氣缸金屬密封墊燒壞。

針對故障原因采取了如下處理：(1)對二級安全閥進行了更換；(2)對三級氣缸端蓋進行了修復(fù)處理，更換了三級氣缸金屬密封墊；(3)清洗曲軸箱并更換了中壓空壓機專用潤滑油；(4)對氣管進行了檢查，確認管路氣流暢通、無堵塞。

3 1號空壓機再次故障處理

1號空壓機經(jīng)過首次故障分析與處理后，試運行仍存在相同故障。經(jīng)分析認為可能為三級氣閥安裝不到位，密封面受力不均勻，在經(jīng)過長時間運行后，三級氣閥閥板密封端面出現(xiàn)壓痕，致使三級吸氣閥片關(guān)閉不嚴，壓縮后的高壓氣不能順利排出，部分高壓氣回流，使三級高壓氣體進入二級冷卻器，使三級氣閥和二級冷卻器溫度過高。

針對上述情況，按以下步驟拆卸和清潔了環(huán)狀氣閥，并更換了三級氣閥閥板：(1)拆下卸載裝置的管道，拆下卸載裝置的螺栓，從氣缸蓋上拆下卸載裝置；(2)松開氣閥螺母，然后拆下氣缸蓋螺栓，并從氣缸上拆下氣缸蓋；(3)為了方便閥拆卸，在閥座兩個帶螺紋口中旋入兩個螺栓，在臺鉗上夾緊螺栓，拆下鎖緊螺母和六角螺母。注意氣閥部件安裝和更換方法順序和位置與拆卸相同，拆裝閥部件時要小心，不要產(chǎn)生刻痕、劃傷或者彎曲閥部件的現(xiàn)象；(4)輕輕刮閥件，用鬃刷清潔閥片，用阻燃安全溶劑清除污垢、油污或者積碳；(5)以正確的順序和位置重新安裝新的閥件，確保閥片、彈簧片位于閥座的中心位置，重新放好閥螺栓上的螺母和墊圈，按照技術(shù)要求力矩擰緊氣閥螺母；(6)在重新安裝氣閥前，刮去氣閥螺栓墊圈上舊的密封膠并上新密封膠，以防止空氣泄漏。并按照氣閥擰緊力矩的下限擰緊氣閥，即螺母不要擰得太緊(因為會使彈簧和閥板變形，引起氣閥泄漏)。氣閥在氣缸蓋中重新安裝后，檢查閥片能否上下運動，確保氣閥能正常工作；(7)重新安裝氣缸蓋墊片、氣缸蓋。

4 1號空壓機第3次故障處理

經(jīng)過再次處理1號空壓機，短時間內(nèi)投運后又出現(xiàn)故障。經(jīng)過對氣缸端蓋法蘭面精密檢查后確認，1號空壓機反復(fù)出現(xiàn)此故障的最終原因為法蘭面加工不平，當(dāng)空壓機加載時，高壓氣體就會沖破局部不平面密封墊，產(chǎn)生微量的高壓氣體泄漏，高壓氣流在空壓機長時間運行的情況下，空壓機三級氣缸溫度會越來越高，當(dāng)達到一定溫度時，泄漏的微量高壓高溫氣流就會損壞金屬密封，隨著密封墊燒毀面積的不斷擴大，最終燒毀三級氣缸端蓋的密封，形成大面積強烈的高溫高壓氣流泄漏。部分三級高壓氣體進入二級冷卻器，由于三級高壓氣體壓力比二級安全閥整定值壓力高，最終導(dǎo)致二級安全閥動作。

針對以上情況作了如下處理：(1)對三級氣缸法蘭面進行了修刮及清洗處理；(2)更換了新的三級氣缸蓋；(3)更換了新的耐高溫、高壓的中壓空壓機專用金屬密封墊。

通過此次處理后，1號中壓空壓機未再出現(xiàn)該故障，問題得到了徹底解決，空壓機恢復(fù)正常運行。

5 結(jié)語

亭子口水力發(fā)電廠1號中壓空壓機在長時間啟動打壓過程中，反復(fù)出現(xiàn)二級安全閥動作、三級氣缸端蓋溫度高且有嚴重?zé)?、三級氣缸金屬密封墊燒壞的故障。經(jīng)過對相應(yīng)問題的詳細分析和處理，最終確定造成空壓機故障的原因為空壓機三級氣缸端蓋法蘭面不平。處理中更換了加工合格的中壓空壓機三級氣缸端蓋，使其端蓋法蘭面密封良好，空壓機得以恢復(fù)正常運行，處理效果顯著，確保了中壓空壓機系統(tǒng)的可靠、穩(wěn)定，保證了機組的安全穩(wěn)定運行。

成偉平(1982.01-)，男，重慶市人，本科，助理工程師，從事水電站機械設(shè)備檢修技術(shù)管理工作多年。

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