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往復(fù)式壓縮機氣閥故障的原因分析及解決摘要:往復(fù)式壓縮機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)式壓縮機監(jiān)測系統(tǒng)可以在一定程度上監(jiān)控機身運行的故障,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)操作及運行維護人員必須熟悉和了解往復(fù)式壓縮機出現(xiàn)氣閥故障的具體原因,進而及時找到故障的原因并修復(fù),保障裝置的正常運轉(zhuǎn)。關(guān)鍵詞:往復(fù)式壓縮機;氣閥;故障分析;預(yù)防措施引言往復(fù)式壓縮機在機械行業(yè)、石油行業(yè)以及化工行業(yè)中都有著廣泛應(yīng)用,并且承載著保證生產(chǎn)安全穩(wěn)定的重要任務(wù),因此,降低其故障發(fā)生概率,在短時間內(nèi)快速處理故障是至關(guān)重要的內(nèi)容。根據(jù)過往應(yīng)用經(jīng)驗來看,往復(fù)式壓縮機在實際應(yīng)用過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)故障,繼而對正常的生產(chǎn)流程造成負(fù)面影響,這就需要工作人員在日常工作時,針對故障做好相應(yīng)的處理。1氣閥的結(jié)構(gòu)與原理壓縮機氣閥一般由閥座、閥蓋、閥片、緩沖片、彈簧、定位銷、導(dǎo)向環(huán)、升程限位器、固定螺栓等部位組成。按照閥片形式一般分為網(wǎng)狀閥、環(huán)狀閥及蘑菇閥,按照氣閥功能主要分為進氣閥和排氣閥。壓縮機活塞每完成一個沖程,進排氣氣閥各自打開關(guān)閉一次,從而完成氣體吸氣、膨脹、壓縮、排氣4個工作過程,進而開始下一個工作循環(huán)。目前,絕大多數(shù)往復(fù)式壓縮機的氣閥,都是利用氣閥前后形成的氣體壓差克服氣閥彈簧力而自行開啟的自動閥。當(dāng)氣閥前后壓差大于彈簧力時,氣閥開啟;當(dāng)氣閥前后壓差小于氣閥彈簧力時,氣閥關(guān)閉。2往復(fù)式壓縮機的應(yīng)用現(xiàn)狀往復(fù)式壓縮機也可以稱為變?nèi)菔綁嚎s機,由空氣壓縮機發(fā)展而來,運作原理較為相似,都是借助氣缸內(nèi)的活塞進行運作以完成壓縮過程。往復(fù)式壓縮機中含有多個彈簧式閥門,并且均勻的分布在氣缸上,借助閥門兩側(cè)的氣壓差完成壓縮和排放,缸內(nèi)壓力大于外界時,排氣閥門打開,反之,進氣閥門打開。往復(fù)式壓縮機因其自身的性能在石油工業(yè)建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用,在實際發(fā)展過程中,做出了突出貢獻,但在實際使用過程中也發(fā)生了一些故障,對工程作業(yè)的進程造成了嚴(yán)重的負(fù)面影響,最常見的有三種,分別為氣閥故障、冷卻水問題、活塞環(huán)故障。造成這些故障的原因有很多,以氣閥故障為例,作為往復(fù)式壓縮機中最常見的故障問題,根據(jù)某企業(yè)不完全統(tǒng)計,其內(nèi)部往復(fù)式壓縮機故障數(shù)據(jù)中,氣閥故障次數(shù)占比2/3。氣閥故障可以進一步細(xì)分為閥片故障、彈簧故障,閥片在長時間運作過程中會出現(xiàn)磨損,從而無法充分發(fā)揮出自身作用,進而就會導(dǎo)致問題的出現(xiàn),而彈簧也是在長時間運作后出現(xiàn)疲勞,彎曲應(yīng)力和扭矩周期就會發(fā)生變化,最終導(dǎo)致故障問題出現(xiàn)。另外,氣缸之間縫隙過大、潤滑油質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等因素也會導(dǎo)致一些故障問題的出現(xiàn)。3往復(fù)式壓縮機發(fā)生氣閥故障的原因分析往復(fù)式壓縮機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停止運轉(zhuǎn)、中斷能源輸送。氣閥是往復(fù)式壓縮機的主要易損件之一,也是其運行過程中最為關(guān)鍵的一個機械部件,相關(guān)技術(shù)人員必須對氣閥進行密切監(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)式壓縮機氣閥進行深入研究,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。在壓縮機運轉(zhuǎn)過程中,活塞每上、下往復(fù)運運一次,吸氣閥和排氣閥的就各自啟閉一次,往復(fù)式壓縮機就完成吸氣、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)式壓縮機的輸氣量、功率損耗、運轉(zhuǎn)可靠性。氣閥損壞的主要形式有氣閥零件的機械性損壞、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)式壓縮機就要倒車、做停車處理,進行故障檢查和修復(fù),嚴(yán)重影響化工生產(chǎn)裝置的運行。4氣閥故障預(yù)防措施4.1提高設(shè)計能力設(shè)計壓縮機氣閥時,要全面掌握氣閥使用工況、現(xiàn)場條件、參數(shù)要求以及后期預(yù)測,合理選擇氣閥結(jié)構(gòu)及材料,并對設(shè)計的氣閥進行復(fù)核,檢查其是否滿足現(xiàn)場參數(shù)以及工況要求,對設(shè)計不合理的情況及時修正,按新數(shù)據(jù)重新設(shè)計。4.2研究和改善氣閥的基本構(gòu)造為了提高往復(fù)式壓縮機的使用年限,專業(yè)技術(shù)人員必須熟悉每一個往復(fù)式壓縮機氣閥的基本構(gòu)造。科研團隊還要在此基礎(chǔ)上對氣閥進行研究,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輸過程。4.3對介質(zhì)進行預(yù)處理保持介質(zhì)進入前的純凈性和穩(wěn)定性,如保持供氣壓力的穩(wěn)定,減少波動;增設(shè)分離效果更好的分離器或過濾器,定期或者根據(jù)介質(zhì)差壓更換或者清理過濾器濾芯,及時排污,及時脫除液體及固定雜質(zhì),提高介質(zhì)純凈度等。4.4提高往復(fù)式壓縮機的彈性能力研究發(fā)現(xiàn),改變往復(fù)式壓縮機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)式壓縮機的沖擊力。因為往復(fù)式壓縮機氣閥需要一定的彈性支持,所以提高往復(fù)式壓縮機的彈性能力,也是減少氣閥故障的一個有效措施。4.5做好安裝維護工作裝配前進行清洗,將閥座、閥蓋等配件清洗干凈;配件檢查時要仔細(xì)檢查閥座密封面,以及閥片、緩沖片、彈簧等配件,密封面不好的要研磨或者更換,原則上是閥片、緩沖片、彈簧同時更換;彈簧和閥片裝入后,應(yīng)按壓幾次閥片檢查是否靈活;閥片和彈簧不應(yīng)有卡阻和歪斜現(xiàn)象;緊固氣閥嚴(yán)格按照扭矩標(biāo)準(zhǔn),同時要保證閥座和閥蓋之間的可靠夾緊,不允許有相對轉(zhuǎn)動,否則會引起閥片或者緩沖片移位;組裝后的氣閥必須進行氣密性測試,檢查其是否合格。4.6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。對氣閥進行精細(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。4.7氣閥故障的處理措施當(dāng)有關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)往復(fù)式壓縮機振動信號和參數(shù)數(shù)值存在異常波動,或者氣缸發(fā)出怪聲,要立即對氣缸進行全方位檢查,先對氣缸內(nèi)部進行清理,判斷氣閥內(nèi)是否存在異物或是否存在損壞,從而更換新的氣閥。如果氣閥沒有問題,還要查看氣閥的縫隙,調(diào)整縫隙大小,讓其可以正常運行。彈簧故障同理,可更換彈簧,來解決故障問題。比如,南京某化工企業(yè)每三個月都會更換一次氣閥片和彈簧,并且對氣缸進行清洗,確保往復(fù)式壓縮機可以正常運行。需要注意的是,如果在分別采取了上述措施后,依然存在數(shù)據(jù)異?;蛘哒駝有盘柈惓5膯栴},要對進排氣閥進行更換,或者檢查其內(nèi)部的傳動結(jié)構(gòu),從根本上解決故障問題。結(jié)束語氣閥是往復(fù)式壓縮機最重要的零部件之一,氣閥出現(xiàn)故障則會影響壓縮機整體工作,因此要求在日常運行中做到精心巡檢、精細(xì)操作、精準(zhǔn)維護,預(yù)防為主、維修在后,確保壓縮機安穩(wěn)長滿優(yōu)運行,確保裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。通過近幾年的統(tǒng)計,根據(jù)不同的工況,合理制定修保規(guī)程,嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)標(biāo)準(zhǔn),做好預(yù)防性維護保養(yǎng),可使氣閥使用壽命延長50%。參考文獻[1]王勇.往復(fù)式壓縮機氣閥故障診斷方法研究[D].石河子大學(xué),2019.[2]尹志剛.往復(fù)式壓縮機氣閥失效原因分析及解決措施[J].石化技術(shù),2019,26(09):334-335

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