往复式压缩机气阀故障案例分析

第 7 期 一 5 9 往复式压缩机气阀故障案例分析 吴现倍 中国神华包头煤化工分公司烯烃中心 内蒙古 包头 O 1 4 0 1 O 摘 要 往复式压缩机是化工行业重要的设备之一 压缩机能否正常工作 很大 程度上取决于气阀的工作性能 本文对往复 式压缩机气阀性能 故障原因分析 故障实例等方面进行了 论述 关键词 往复式压缩机 气阀 性能 寿命 故障分析 据 统计 压缩机因气 阀损坏造成机组停车 的 占非计划停车4 0 以上 气 阀是压缩机 的重要部 件 为易损件 气 阀为 自动 阀 随着气缸 内气体 压力的变化而 自行启 闭 气 阀阀片 的运动 由阀片 两侧 的气体压差 弹簧力和气体动力 决定 优质 的气 阀功率损 失仅为轴功率的3 7 而差的高达 1 5 2 0 气 阀的工作特性直接影响压缩机 的排气 量和功率消耗 1 气 阀状态监测 及故障分析 1 1 气 阀监测 对气 阀进行周期 性检查 记录气 阀外盖表面 温 度并做 出图表 结合DCS 仪表对设备运行参数 进行监 测 如介质温 度 出口压力 根据记录 的温度 变化情况 分析气 阀运行状态 进一步预 测气阀的使用寿命 合理安排计划检修时间 气 阀一旦 出现泄漏 故障 会 引起 温度 压力 及流量 等参数的变化 通过压缩机的参数变化可 分析出哪一级的气 阀甚至哪一个气 阀出现故障 通过听诊器监听气 阀的工作 声响并与 同级 同 名气 阀进行 比较 也可 以较 容易地 分辨非正常工 作 的气阀 1 2气 阀故障原因分析 引起气阀损坏的原因主要有以下几种 1 介质脏或 有外 部杂质进 入 固体杂 质 进入 阀片与阀座之 间 杂质被卡住 导致阀片损 坏 或是杂质在压缩机 高压气流 的带动 下猛烈 冲 击气 阀部件 使气 阀部件损坏 2 介质带液 介质带液或压缩机入 口气液 分离器 出现故障 对气 阀造成液击 气 阀 由于承 受额外 的冲击负荷而加速 失效 主要 故障现象 为 压缩机运行声音异常 3 压缩机频繁启停 压缩机放 置一段时间 后 气缸 内润滑油或介质所带 的液体积蓄 造成 气缸及气 阀的腐蚀 冷机启动时 没有放空缸 内的 积液或没有进行气 阀清理 导致气缸带液启动 最 容易造成液击或油粘滞 采用油润滑的压缩机 4 其它原因 如机组共振 操作不当 环 境因素等也会影响气 阀的正常工作 2气阀故障案例分析 2 1 气 阀故障案例 1 大庆石化聚 丙稀装 置丙烯回收气压缩机 型 号2 K1 5 8 2 B 分为2 级压缩 介质为丙烯 轴功率 2 5 0 k W 转速7 4 0 r mi n 设计排量3 0 t h 压缩机 投入运行后 排量一直为2 7 t h 每小时损失0 3 t 只得排入火炬烧掉 为解决此 问题 决定 重新计 算 配 置新的气 阀 原来配 置为金属阀片 现改用塑料阀片 并 重新设计气 流通道 气 阀安装 以后 排 气量达 到 了设计的3 t h 但运行3 2 天以后 气阀出现 故障 1 级气 缸温 度 升高 确 认为 1 级 吸入 阀 门出现 故 障 导致排气量下降 停机检修 拆开 1 级气 阀 发现 阀门断裂 进 一步检 查发现 断裂 处恰好在 卸荷器拔叉位置 卸荷器结构如图l 和图2 所示 控制驱 动 瓣 图1 作者简介 吴现倍 1 9 8 2 一 男 山东宁阳人 本科毕业 助理工程师 现从事设备维护和设备管理工作 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 一 6 0 一 故障诊断 石 油 和 化工 设 备 2 0 1 1 年 第 1 4 卷 图2 压缩机正常工作时 卸荷器拔叉不应 与阀片 接触 应 留有一定 间隙 但在 改进气 阀时 测量 拔叉长度尺寸 出现误差 拔叉长度 比实际需要长 度增加 了2 mm 结果在运行 中 拔叉 一直撞击 阀 片 导致在碰撞处断裂 原 因找到 以后 现场将 拔叉用锉刀去掉2 mm 然后安装气 阀 气 阀寿命 达到1 2 个 月 排气量达N3 0 t h 效果很好 2 2气阀故障案例2 大庆石化聚丙烯装置 的丙烯 回收气压缩机 型号2 K1 5 8 2 B 分为2 级压缩 介质为丙烯 流量 3 0 0 0 m3 h 丙烯 中含有少量三 乙基铝 三 乙基铝遇 水和空气 会发生爆炸 燃烧 此压缩机经一段 时间使用后 排 气量下降 出 口压 力降低 初步判 断为2 级气 阀故障 虽经2 次更换2 级入 口气 阀 但每次运行 时间不足3 0 天 从拆下的气 阀看 2 级吸入 阀损坏非常严重 且在 气 阀的表面有烧焦 的痕迹 而2 级排 出阀却没有损 坏 1 级出入 口气阀均完好无损 2 级 出 口气 阀也 没有 明显的损坏 唯独在2 级入 口损坏严重 原因分析 气 阀的 阀片 为P E E K材料 只有 当温度达N2 5 o 一 3 0 0 C时 阀片才会有如此的烧焦 现象 只有找到热源 才 能找 出原 因 首先 气 体压缩产生热量 但在压缩机 出口线上有温度联 锁 联锁值 设定为1 2 5 温度超过 1 2 5 时 设 备会 自动停机 说明气体温度没有超过 1 2 5 其 次是阀片与 阀座摩擦产生热量 但是其它级气 阀 并没有故障 故将摩擦热排除 第三是在2 级吸入 口处有水 存在 水与三 乙基铝相遇 发生爆燃 产生热量 很有可能将 阀片烧坏 段 间冷却器采 用 循环水换热 循环水压力0 4 5 Mp a 而1 级 出口 压 力0 4 Mp a 若换热 器管 程泄漏 水 完全可 以 进 到壳层的气体里 打开段间冷却器进行压力试 验 结果发现冷却器漏水 换热器检修后 更换 上新气阀 再开车 压缩机工作正常 2 3 气 阀故障案例3 神 华包 头 煤化 工 聚 乙烯 装 置氮 气压 缩 机 型号2 D1 4 0 MG 4 5 3 3 6 1 3 3 1 1 两 级迷 宫立式压 缩机 气缸 为无 油润滑 水冷式 双作用 工艺气 由0 5 9 1 Mp a G 压缩 至3 3 l 1 Mp a G 使用半年 以 后 在 切换压缩机 过程 中 运行 的压缩机主 电机 在停车 时发现 一级出 口压力突然上升到2 3 Mp a 正 常值 1 5 1 7 Mp a 1 8 Mp a 报 警 使得一 级 出口安全 阀起跳 更换二级入 口气 阀后开停车正 常 原 因分析 拆 开二 级入 口气 阀做 气 密性 检 查 发现两个进气 阀中一个泄漏严重 阀片与 阀 座 之 间封 闭不严 在 日常 的巡检记录 中也发现两 个 气 阀的工作温 度相差 1 0 其它气 阀工作温度 差都低于5 为何只在停机 时出现一级缓冲罐 的 压 力高 工作状态时参数一切 正常 经分析可能 是 由于在工作状态下 一级出 口压力在 1 7 Mp a 左 右 存在 一定的背压 这种条 件下一级 出口气阀 可 以实现 阀片与阀座封 闭 3结束语 往 复式 压缩 机 气 阀是 易 损件 故 障原 因 比 较复杂 提 高维护技 能 熟悉 工艺流程 精 心巡 检 小心维护 及