天然氣壓縮機(jī)常見故障分析及診斷措施研究

劉守朝

摘要：天然氣壓縮機(jī)對(duì)于提高天然氣壓力以及天然氣輸入至關(guān)重要，要想保障以及增強(qiáng)天然氣裝置的產(chǎn)氣量，就必須保證天然氣壓縮機(jī)時(shí)刻處于持續(xù)安全穩(wěn)定狀態(tài)下運(yùn)行而要想實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要做好相關(guān)的維護(hù)保養(yǎng)工作。然而由于壓縮機(jī)的機(jī)構(gòu)復(fù)雜，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一定的問題，鑒于此，本文根據(jù)工作中情況在論述了天然氣壓縮機(jī)的工作原理基礎(chǔ)上，對(duì)天然氣壓縮機(jī)常見故障原因進(jìn)行分析，并提出了天然氣壓縮機(jī)的維護(hù)保養(yǎng)措施。

關(guān)鍵詞：天然氣壓縮機(jī);常見故障;診斷措施

前言

通常天然氣壓縮機(jī)分為往復(fù)式、軸流式、離心式和回轉(zhuǎn)式四種。這其中，往復(fù)式壓縮機(jī)的應(yīng)用范圍最廣，工作效果也可以說是最佳，可以實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

天然氣壓縮機(jī)組包括主機(jī)——離心壓縮機(jī)和蒸汽透平，以及與其相配套的輔助設(shè)備等。包括機(jī)體、曲軸箱、曲軸、氣缸、氣閥、儀電控裝置、齒輪油泵、潤滑油系統(tǒng)等各部件組合。它是通過曲軸連桿機(jī)構(gòu)將曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸通過連軸器帶動(dòng)壓縮機(jī)曲軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，壓縮機(jī)曲軸通過連桿、十字頭、活塞桿帶動(dòng)活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)而實(shí)現(xiàn)吸氣、壓縮的工作循環(huán)。當(dāng)活塞由外止點(diǎn)向內(nèi)止點(diǎn)（曲軸端）運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣缸容積增大，壓力減小，當(dāng)其壓力低于工藝氣進(jìn)氣壓力時(shí)，進(jìn)氣閥打開進(jìn)氣，而實(shí)現(xiàn)氣缸的吸氣過程，當(dāng)活塞到達(dá)內(nèi)止點(diǎn)時(shí)，吸氣過程結(jié)束。在曲軸的帶動(dòng)下，活塞在向外止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，氣缸容積減小，當(dāng)壓力大于工藝氣排氣壓力時(shí)，排氣閥打開排氣，而實(shí)現(xiàn)氣缸的壓縮排氣過程。

1.天然氣壓縮機(jī)的故障特征

首先天然氣壓縮機(jī)是精密龐大的設(shè)備，零部件繁多，結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，導(dǎo)致故障發(fā)生具有多樣性。如天然氣壓縮機(jī)零部件，同一部件可能會(huì)發(fā)生多種故障，或者不同設(shè)備上的故障存在很大的關(guān)聯(lián)性。從而使故障的診斷和判定十分困難，需要將設(shè)備的零部件進(jìn)行詳細(xì)劃分，充分了解設(shè)備運(yùn)行的狀態(tài)，才能及時(shí)找出故障原因并解決。

其次，由于然氣壓縮機(jī)的工作環(huán)境相對(duì)惡劣，并且工作量十分龐大，所以易損部件非常多，而由于設(shè)備的運(yùn)行需要子系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)和配合，在相互干擾之下，往往會(huì)出現(xiàn)多個(gè)故障同時(shí)存在的現(xiàn)象，所謂的“牽一發(fā)而動(dòng)全身”就是這種情況。在這種情況下，對(duì)于故障原因的診斷是非常困難的，需要認(rèn)真細(xì)致地對(duì)每個(gè)故障所涉及的子系統(tǒng)以及其中的每個(gè)零件進(jìn)行分析，了解故障的內(nèi)在聯(lián)系，之后對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行整理和歸納總結(jié)，尋找突破口，才能逐漸得出診斷結(jié)論。

2.常見性能故障與解決措施分析

對(duì)于往復(fù)式壓縮機(jī)而言，其性能故障按照產(chǎn)生原因和相應(yīng)的表現(xiàn)，主要分為基于流體性質(zhì)的機(jī)器熱力性能故障與機(jī)械性質(zhì)的機(jī)械性能故障。因此本文在具體相應(yīng)故障的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的解決措施。

2.1熱力性能故障

熱力性能故障是指天然氣壓縮機(jī)在工作時(shí)，其自身的排氣量明顯不足，排氣壓力、排氣溫度等熱力性能指標(biāo)無法達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)和要求，從而導(dǎo)致壓縮機(jī)的工作效率降低甚至停機(jī)。

根據(jù)以往的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)分析，排氣壓力不正常最大的可能是因?yàn)闅忾y、活塞環(huán)或冷卻裝置出現(xiàn)問題，填料函和氣閥等零件損壞，并且有可能導(dǎo)致壓比失調(diào)、排氣溫度升高、排氣量降低等，嚴(yán)重時(shí)甚至可導(dǎo)致機(jī)組報(bào)廢。

2.2機(jī)械性能故障

機(jī)械性能故障是指壓縮機(jī)在運(yùn)行過程中，發(fā)出異常的聲音或響動(dòng)，機(jī)身存在明顯的振動(dòng)，設(shè)備表面過熱等現(xiàn)象。機(jī)械性能故障產(chǎn)生的原因與幾種主要零部件有關(guān)，分別是氣閥故障、活塞環(huán)故障、活塞與活塞桿故障、刮油器故障、彈簧片故障等。實(shí)踐證明，氣閥付賬的診斷在往復(fù)式天然氣壓縮機(jī)故障診斷中很重要，其次是活塞桿斷裂、裂紋等事件也經(jīng)常發(fā)生。

2.2.1氣閥故障

氣閥故障在壓縮機(jī)整體故障中是最主要的故障，其中潤滑油的選用及空氣中異物影響重大。如果選擇的潤滑油不符合設(shè)備要求的標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)極大地阻礙設(shè)備的運(yùn)行效率，不但無法發(fā)揮保護(hù)和加速的作用，還會(huì)造成設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度過慢;其次就是空氣中的異物。如果壓縮機(jī)的運(yùn)行環(huán)境中存在鐵銹或其他的腐蝕性物質(zhì)，將會(huì)對(duì)氣閥中的各種零件造成磨損和侵蝕，造成氣閥功能的損失或物理性破壞。

2.2.2彈簧片故障

彈簧片的作用也是不可忽視的，氣閥的彈簧片可以緩沖閥片的運(yùn)轉(zhuǎn)速度，減輕限制器對(duì)于設(shè)備的沖擊力度，同時(shí)，可以保證通道的密封性良好，而一旦彈簧片損壞或彈性改變，就會(huì)導(dǎo)致閥片無法正常開啟和關(guān)閉，從而出現(xiàn)相應(yīng)的故障。

2.3診斷措施

2.3.1直觀檢測(cè)

安排專人對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理和日常維護(hù)，定期開展巡視檢查工作，對(duì)于上文提到的故障原因，有針對(duì)性地機(jī)械檢測(cè)，記錄相應(yīng)的壓力、溫度、排氣量等數(shù)值，及時(shí)進(jìn)行分析，通過耳聽、眼看、憑借相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)備故障，盡早發(fā)現(xiàn)隱患，排除隱患。

2.3.2人工智能與神經(jīng)網(wǎng)格技術(shù)聯(lián)合診斷

人工智能專家系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)格技術(shù)以及廣泛應(yīng)用于壓縮機(jī)故障診斷，通過基于大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和領(lǐng)域?qū)＜抑笇?dǎo)的智能化計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)，通過對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)施監(jiān)控，確?？梢约皶r(shí)發(fā)現(xiàn)問題并解決。

2.3.3多元信息融合實(shí)時(shí)在線診斷

通過利用小波分析、人工智能理論、計(jì)算下信息系統(tǒng)等方法與網(wǎng)絡(luò)化相結(jié)合，進(jìn)行熱力性能參數(shù)、振動(dòng)噪聲、油液等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，一旦出現(xiàn)故障可以及時(shí)報(bào)警，避免故障的擴(kuò)大，同時(shí)也可以對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過數(shù)據(jù)的變化對(duì)即將發(fā)生的故障進(jìn)行預(yù)警，并進(jìn)行初步的處理。

3.結(jié)束語

壓縮機(jī)中涵蓋了大量的系統(tǒng)、環(huán)節(jié)、設(shè)備，其運(yùn)行中哪一環(huán)節(jié)部位出現(xiàn)故障問題都將影響整體工作的正常運(yùn)行，降低作業(yè)質(zhì)量。所以對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)維修至關(guān)重要，天然氣壓縮機(jī)的性能故障是多種多樣的，要運(yùn)用正確的診斷方法，對(duì)故障原因進(jìn)行分析，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行機(jī)械監(jiān)測(cè)，可以有效規(guī)避故障的發(fā)生，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟愛英.天然氣壓縮機(jī)組故障原因分析與處理[J].中國化工貿(mào)易.2013，07（17）：186-187.

[2]洪亮，吳振威，鄧學(xué)敏.天然氣壓縮機(jī)新技術(shù)的發(fā)展與探討[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2O12，33（09）：74-75.