往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥故障的原因分析及解決

王向東

（大慶石化公司工程造價部，黑龍江大慶 163000）

0 引言

往復(fù)式壓縮機(jī)是目前我國石油化工等能源加工企業(yè)中使用最廣泛的一種機(jī)械設(shè)備，具有高效率、高性能、高度可靠等優(yōu)點，能有效解決能源的泄漏問題。往復(fù)式壓縮機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)可以在一定程度上監(jiān)控機(jī)身運(yùn)行的故障，并預(yù)防或減少流通介質(zhì)的泄漏情況。在故障原因分析過程中發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式壓縮機(jī)故障的大部分原因出現(xiàn)在氣閥。因此，化工裝置生產(chǎn)操作及運(yùn)行維護(hù)人員必須熟悉和了解往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)氣閥故障的具體原因，進(jìn)而及時找到故障的原因并修復(fù)，保障裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

1 往復(fù)式壓縮機(jī)的主要工作過程

往復(fù)式壓縮機(jī)的作用主要是提供動力、負(fù)責(zé)運(yùn)輸介質(zhì)能源，提高能源介質(zhì)的運(yùn)輸能力。通過能源氣體的運(yùn)送和輸出，可以有效提高往復(fù)式壓縮機(jī)的容量，并且提高它的抗壓的能力[1]。往復(fù)式壓縮機(jī)是眾多類型壓縮機(jī)中的一種，因為其獨特的性能而在各種能源產(chǎn)業(yè)得到廣泛應(yīng)用。

2 往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生氣閥故障的原因分析

可以根據(jù)往復(fù)式壓縮機(jī)的主要工作過程或故障的主要原因進(jìn)行深入探究，從而提出有效的改善措施，最大限度減少故障次數(shù)。

2.1 主要故障現(xiàn)象

往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥故障原因非常復(fù)雜，任何一個小小的故障都有可能造成整個壓縮機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)、中斷能源輸送。氣閥是往復(fù)式壓縮機(jī)的主要易損件之一，也是其運(yùn)行過程中最為關(guān)鍵的一個機(jī)械部件，相關(guān)技術(shù)人員必須對氣閥進(jìn)行密切監(jiān)控。統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，氣閥故障是往復(fù)式壓縮機(jī)故障的最主要現(xiàn)象。因此，相關(guān)技術(shù)人員必須對往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥進(jìn)行深入研究，熟知其具體結(jié)構(gòu)和原理。

氣閥主要由閥座、升程限制器、彈簧、閥片以及將它們組合為一體的螺栓和螺母等（圖1）。在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，活塞每上、下往復(fù)運(yùn)運(yùn)一次，吸氣閥和排氣閥的就各自啟閉一次，往復(fù)式壓縮機(jī)就完成吸氣、壓縮和排氣等工作過程。

氣閥質(zhì)量及工作性能的優(yōu)劣，直接影響著往復(fù)式壓縮機(jī)的輸氣量、功率損耗、運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。氣閥損壞的主要形式有氣閥零件的機(jī)械性損壞、腐蝕、磨損等，其中最容易損壞的結(jié)構(gòu)部件是彈簧與閥片。一旦氣閥發(fā)生故障，往復(fù)式壓縮機(jī)就要倒車、做停車處理，進(jìn)行故障檢查和修復(fù)，嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)裝置的運(yùn)行。

圖1 氣閥結(jié)構(gòu)

2.2 輸送能源超過正常值影響氣閥運(yùn)轉(zhuǎn)

無論使用任何輸送能源的設(shè)備，只要超過運(yùn)輸?shù)恼Ｖ稻陀锌赡茉斐赏鶑?fù)式壓縮機(jī)無法正常運(yùn)行。當(dāng)超過正常值的時候，將會影響往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥，嚴(yán)重的可能會使氣閥出現(xiàn)結(jié)霜或堵塞，最后導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)膨脹而炸裂。因為，往復(fù)式壓縮機(jī)的輸送工作需要勻速運(yùn)行，否則不符合輸送標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 氣閥損壞

氣閥發(fā)生故障或損壞，其原因非常復(fù)雜。專業(yè)技術(shù)人員稍有不注意，就有可能引起往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)故障。通過對氣閥故障、損壞原因的分析可以發(fā)現(xiàn)，往復(fù)式壓縮機(jī)長期、不間斷地工作，導(dǎo)致氣閥出現(xiàn)嚴(yán)重的損壞，這將大大降低其使用年限。因此，專業(yè)技術(shù)人員還要經(jīng)常對往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)行定期檢查維修、保養(yǎng)與修復(fù)，盡量減少氣閥的損壞。

2.4 氣體泄漏

氣閥發(fā)生故障后會經(jīng)常出現(xiàn)氣體泄漏現(xiàn)象，而氣閥故障的原因主要是漏氣，密封性不夠就會造成氣閥出現(xiàn)嚴(yán)重的漏氣，而氣體泄漏的原因又非常多。這就需要相關(guān)技術(shù)人員深入探究、分析，找出具體的原因，如氣閥門管道的磨損破壞、氣閥門的變形阻礙等。

3 采取有效的措施進(jìn)行改善

針對往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)的氣閥故障現(xiàn)象，專業(yè)技術(shù)人員可結(jié)合實際生產(chǎn)運(yùn)行情況對常見的故障原因進(jìn)行分析、總結(jié)和歸類，制定出符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和可以解決往故障的相關(guān)有效措施。專業(yè)技術(shù)人員可以通過科學(xué)技術(shù)更新發(fā)展，再與氣閥相關(guān)廠家的技術(shù)部門進(jìn)行溝通協(xié)調(diào)，有針對性地采取解決措施對氣閥進(jìn)行技術(shù)結(jié)構(gòu)改造，或采用新型、復(fù)合金屬材料等，提高氣閥的耐用性，延長其使用壽命。采取有效的措施進(jìn)行改善，可以在很大程度上保障往復(fù)式壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.1 研究和改善氣閥的基本構(gòu)造

為了提高往復(fù)式壓縮機(jī)的使用年限，專業(yè)技術(shù)人員必須熟悉每一個往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥的基本構(gòu)造。科研團(tuán)隊還要在此基礎(chǔ)上對氣閥進(jìn)行研究，提高氣閥的各個性能。技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，采用精、小的氣閥門片可以減少其速度，提高氣閥門的阻力過程，這在一定程度上可以提高能源氣體的運(yùn)輸過程。

3.2 提高往復(fù)式壓縮機(jī)的彈性能力

研究發(fā)現(xiàn)，改變往復(fù)式壓縮機(jī)的彈簧片可以有效提高其彈性能力，從而增加氣閥的使用年限，大大減少往復(fù)式壓縮機(jī)的沖擊力。因為往復(fù)式壓縮機(jī)氣閥需要一定的彈性支持，所以提高往復(fù)式壓縮機(jī)的彈性能力，也是減少氣閥故障的一個有效措施。

3.3 改良?xì)忾y工藝

通過技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)，氣閥片出現(xiàn)故障的原因主要是因為其耐磨損性能較差。長時間的能源輸送，難免會出現(xiàn)磨損的狀況，從而使其使用壽命大大減小。經(jīng)過長期的摸索，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)改良?xì)忾y工藝可以提高氣閥片的耐磨力[2]。對氣閥進(jìn)行精細(xì)的改良，減少其磨損和殘余應(yīng)力，可以大大提高其使用壽命。同時，為了有效提升氣閥使用壽命，針對其改良上采取調(diào)小閥片開啟高度來降低其撞擊力量，還可以適當(dāng)增加閥座通道數(shù)、達(dá)到減小往復(fù)式壓縮機(jī)閥片開啟高度，這樣就能確保其閥隙獲取較為理想流通面積。

3.4 往復(fù)式壓縮機(jī)閥片運(yùn)動規(guī)律的校核

結(jié)合實踐來看，無論是何種類型往復(fù)式壓縮機(jī)，在工作狀態(tài)下其氣閥閥片均會呈現(xiàn)出一個規(guī)律性的開閉時間。所以，如果閥片開閉時間錯誤，則往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)故障。為此，應(yīng)準(zhǔn)確計算所選用往復(fù)式壓縮機(jī)閥片的開閉時間并加以監(jiān)測，如果在往復(fù)式壓縮機(jī)維護(hù)工作中發(fā)現(xiàn)其閥片開閉時間出現(xiàn)異常，就可以采取調(diào)整升程、彈簧剛度系數(shù)或安裝緩沖片等手段進(jìn)行處理。

4 結(jié)束語

作為一種在石油及化工能源領(lǐng)域廣泛使用的關(guān)鍵機(jī)械設(shè)備，對往復(fù)式壓縮機(jī)的故障原因進(jìn)行分析和深入研究非常必要。往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥故障原因非常復(fù)雜，為此要進(jìn)行故障分析并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施，以延長其正常運(yùn)轉(zhuǎn)時間，最大限度降低經(jīng)濟(jì)損失。只有保證往復(fù)式壓縮機(jī)長周期的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能確保源源不斷地為能源介質(zhì)的正常輸送提供動力，讓企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益。