往復(fù)式空壓機(jī)常見故障及解決方法
往復(fù)式壓縮機(jī)
是化工生產(chǎn)中提高壓力和輸送介質(zhì)的動力源，在石油、化工行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。其中，最典型的往復(fù)式壓縮機(jī)是活塞式壓縮機(jī)。如空氣壓縮機(jī)、氫氣壓縮機(jī)、煤氣壓縮機(jī)等，工作介質(zhì)相當(dāng)廣泛�；钊綁嚎s機(jī)依靠氣缸內(nèi)活塞的往復(fù)運動來壓縮氣體。根據(jù)所需壓力的高低，它可以做成單級或多級；活塞式壓縮機(jī)由于排氣不連續(xù)，氣體壓力有波動，嚴(yán)重時往往因氣流脈動共振，造成管網(wǎng)或機(jī)件的損壞。往復(fù)壓縮機(jī)易損零件多，如氣缸、活塞、氣閥等，還有常常伴隨有機(jī)組的振動。在日常管理上，因為檢修、安裝、維護(hù)不當(dāng)，常常使壓縮機(jī)不能長周期運轉(zhuǎn)甚至發(fā)生設(shè)備事故。
下面著重從幾個常見故障及解決方法方面來闡述。
振動的控制
壓力脈動：
往復(fù)式壓縮機(jī)管道的振動，除少數(shù)是由機(jī)器振動引起的外，絕大多數(shù)都是由管內(nèi)流體的壓力脈動引起的。此類振動也是管道應(yīng)力分析中最常見的振動，是典型的周期性激振作用下的強(qiáng)迫振動，其激振力是管內(nèi)流體的脈動壓力。
氣體壓力脈動和管道振動的分析設(shè)計方法有三種：
方法一：使用專利或根據(jù)經(jīng)驗分析方法設(shè)計的脈動抑制裝置來控制脈動，由氣流脈動產(chǎn)生的壓力不均勻度應(yīng)滿足下式要求：
方法二：使用脈動抑制裝置和經(jīng)過聲學(xué)模擬技術(shù)來控制脈動，同時根據(jù)跨距和支撐情況對管道各跨進(jìn)行力學(xué)分析，以控制振動響應(yīng)。這種方法在進(jìn)行聲學(xué)模擬時，要考慮壓縮機(jī)、脈動抑制裝置和管道系統(tǒng)之間的聲學(xué)相互作用，以及壓力脈動對壓縮機(jī)性能的影響。該方法要求計算壓力脈動，并使其滿足要求。在配管時，應(yīng)滿足熱柔性設(shè)計。
方法三：與方法二相同，但要對壓縮機(jī)氣缸和組件，以及相連的管道系統(tǒng)進(jìn)行力學(xué)分析。分析時應(yīng)考慮聲學(xué)和力學(xué)系統(tǒng)的相互作用。力學(xué)分析時要進(jìn)行固有頻率和振型分析，并計算動應(yīng)力。對壓縮機(jī)氣閥和氣體通道之間的聲學(xué)相互作用進(jìn)行研究，對其性能進(jìn)行驗證。
工程設(shè)計中的防振措施
1、選擇合理的氣缸作用方式
氣流脈動是由于氣缸的周期性激發(fā)所致，不同的氣缸作用方式將產(chǎn)生不同的氣流脈動情況。因此，選擇合理的氣缸作用方式，可從根本上降低進(jìn)出口管道的氣流脈動。
2、 管系重要區(qū)段的設(shè)計
管系重要區(qū)段是指壓縮機(jī)或泵的進(jìn)出口到緩沖罐的連接管段。
（1）在滿足（1）的條件下，盡可能縮短重要區(qū)段的管長，管長愈短，消振效果愈顯著。最好是氣缸進(jìn)出口法蘭直接與緩沖罐連接。
（2）盡可能減少重要區(qū)段的彎頭，最好不設(shè)彎頭。
（3）管道布置時，應(yīng)盡量沿地面敷設(shè)，防振支架宜設(shè)獨立基礎(chǔ)。
（4）往復(fù)壓縮機(jī)的支架應(yīng)采用防振管卡或固定支架，不能用簡單支托和吊架。防振管卡應(yīng)盡量采用扁鋼，不用圓鋼，并且在管卡和管道之間應(yīng)襯以石棉橡膠墊。
3、往復(fù)壓縮機(jī)的緩沖罐
在壓縮機(jī)氣缸附近設(shè)置緩沖罐是最簡單而有效的消振措施。使用緩沖罐時要滿足兩個條件：（1）緩沖罐容積要足夠大。根據(jù)SH/T3143一2004《石油化工往復(fù)壓縮機(jī)工程技術(shù)規(guī)定》要求，緩沖罐的直徑應(yīng)至少為連接管道直徑的兩倍，緩沖罐的容積應(yīng)至少為連接氣缸每轉(zhuǎn)活塞排量的12倍。（2）緩沖罐位置要盡量靠近氣缸，以減少脈沖振動。
二、油壓波動
故障排查：儀表系統(tǒng)排查、油泵及油路排查、潤滑油質(zhì)的排查
故障分析：
在常溫和大氣壓下，氣體在液壓油中式有一定溶解度額。油泵工作時，吸油管阻力很大，油來不及充滿吸油腔：軸瓦間隙大導(dǎo)致潤滑油泄漏快，油壓低，也是其中的一個原因。當(dāng)壓力低于空氣分離壓時，溶解于油中的空氣變大量分離出來，氣泡的存在，使原來充滿在管道或原件中的液體成為不連續(xù)的狀態(tài)。隨著泵額運轉(zhuǎn)，氣泡被液體帶到高壓區(qū)后，氣泡受高壓而縮小、破裂和潰滅，形成局部壓力沖擊和高溫。因此含有氣泡的油液在收到壓縮后，油壓不穩(wěn)定。
三、余隙
當(dāng)余隙較大時，在吸氣時余隙內(nèi)的高壓氣體產(chǎn)生膨脹而占去部分容積，致使吸入的氣量減少，使壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力降低。同樣的，余隙過小也會使壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力降低，余隙過小時，氣缸中活塞容易與氣缸端蓋發(fā)生撞擊而損壞機(jī)器。因此，活塞式空壓機(jī)的余隙調(diào)整要適當(dāng)。
四、泄露損失
壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力與活塞環(huán)、吸入氣閥和排出氣閥以及氣缸填料的氣密程度有很大關(guān)系�；钊h(huán)套在活塞上，其作用是密封活塞與氣缸之間的空隙，以防止被壓縮的氣體竄漏到活塞的另一側(cè)。因此，安裝活塞環(huán)時，應(yīng)使它能自由脹縮，即能造成良好的密封，又不使活塞與氣缸的摩擦太大。如果活塞環(huán)安裝的不好或與氣缸摩擦造成磨損而不能完全密封時，被壓縮的高壓氣體便有一部分不經(jīng)排出氣閥排出，而從活塞環(huán)不嚴(yán)之處漏到活塞的另一邊。這樣由于壓出的氣量減少，壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力也就隨著降低。
如果排出氣閥不夠嚴(yán)密，則在吸入過程中，出口管中的部分高壓氣體就會從氣門不嚴(yán)之處漏回缸內(nèi)。如果吸氣閥不夠嚴(yán)密，則在壓縮期間也會有部分壓縮氣體自缸中漏回進(jìn)口管。這兩種情況都會使壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力降低。在實際操作中，由于氣閥的閥片經(jīng)常受到氣體的沖蝕或因質(zhì)量不好而損壞，因此漏氣造成減產(chǎn)的現(xiàn)象也會時常發(fā)生。在壓縮機(jī)運轉(zhuǎn)的過程中，出于氣缸填料經(jīng)常與活塞桿摩擦而發(fā)生磨損，或因安裝質(zhì)量不好，都會產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象。因此，氣缸填料的漏氣在實際生產(chǎn)中也會經(jīng)常遇到。
五、吸入氣閥的阻力
空氣壓縮機(jī)的吸入氣閥應(yīng)在一定程度上具有抵抗氣壓壓力的能力，并且只有在缸內(nèi)的壓力稍低于進(jìn)口管中的氣體壓力時才開啟。如果吸入氣閥的阻力大于平常的阻力，開啟速度就有遲緩，進(jìn)入氣缸的氣量也會減少，壓縮機(jī)的生產(chǎn)能力也由此降低。
參考資料：空壓機(jī)網(wǎng)、壓縮機(jī)雜志。
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