中国石油化工股份有限公司中原油田分公司油气储运中心
1 导言
往复式压缩机的结构比较复杂,一般情况下出现故障的几率比较高,如果能对往复式压缩机出现的故障提前发现,在没有引起往复式压缩机其它部位故障之前,及时准确的找到引发故障的原因和故障出现的部位,就能降低往复式压缩机故障发生的几率,减少事故的发生,进而就能大大提高企业的经济效率?对于此情况,本作者针对往复式压缩机的故障机理及早期预警技术进行相关的探讨?
2 压缩机的分类
往复式压缩机的故障出现的可能性是多样的。主要可以分为两大类，一类是热力性故障，一类是机械动力性故障。
热力性故障一般情况下主要表现为排气量不足、压力不够致使压比失调、排气温度波动性较大不稳定、严重时可导致机组报废。导致出现故障的部件有可能是填料函与气阀等部件的损坏造成的。往复式压缩机在实际的运行中，若出现排气量不足的现象，一般情况下是由气阀泄露或活塞组件泄露、填料泄露、法兰垫片损坏等等。若出现压力不正常现象一般情况下是由于水压不正常导致压力表失常或气阀泄露致使吸气压力过低，再者也可能是油路堵塞等等。若出现温度异常可能是气缸出现一定程度的拉伤或者是由于水路出现故障再或者是填料函故障等等。
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3 往复式压缩机中常见故障分析
导致往复式压缩机出现故障的因素包括工艺问题?轴瓦?活塞杆?气阀以及填料等,根据其机理可以将这些故障基本划分为两大类,分别是机械功能故障、应热力性能故障?
往复式压缩机热力性能故障主要体现在排气量不足?压力不正常以及温度异常的方面,其中导致其排气量不足的可能原因是气阀或者活塞组件泄露?填料漏气亦或者是管路连接法兰垫片出现破损现象等;导致其压力不正常的可能原因是其水压不正常?吸气压力不高?油路堵塞?压力表出现故障或者气阀发生泄露等;导致其温度异常的可能原因是水路胡总恶化填料函出现故障?形位超差?汽缸产生拉伤或者启发泄露等?在相关故障统计中,压缩机故障的60%都是由气阀所导致的,因此需要加强对气阀故障的分析?监测和诊断?导致气阀出现故障的因素包括润滑剂?气体中的异物以及气阀断裂或阀座密封损坏等?在往复式压缩机中比较容易受损的部件有活塞环,如果活塞环开口的间隙太小,那么在气缸内活塞环涨死后,最终致使拉缸断裂,更甚至还会导致其活塞环断裂?
4 往复压缩机状态监测技术介绍
往复压缩机故障频发,常见故障类型有气阀故障?活塞组件磨损?活塞杆断裂?拉缸?撞杠?连杆螺栓断裂?大头瓦磨损等类型故障,为了及时掌握设备运行状态信息,防止上述故障的频繁发生,保证往复压缩机安全平稳运行,减少安全隐患并降低经济损失?近年来,随着石化企业人员安全意识的不断提高和生产理念的转变,越来越多的企业对往复压缩机安装在线监测系统?监测系统由软件和硬件两部分组成,首先在设备不同测点处安装相应类型传感器,全面采集机组运行状态参数,进而通过网络将其上传到服务器,以便专业人员分析设备运斤状态?
4.1 在线监测系统传感器测点布局
根据往复压缩机结构持点与故障信号特征,通常安装四类传感器进行信号采集,分别为电祸流位移传感器?振动加速度传感器?振动速度传感器以及钻热电阻温度传感器?
为了测量机组转速,并且将运动部件的当前位置与主轴转动的角度联系起来,需要在往复压缩机输出轴相应位置处安装键相传感器,同时在飞轮上对应位置处贴片?飞轮每转一圈,当飞轮上贴片通过键相传感器时会产生一个电压脉冲信号,对脉冲信号进行处理即可得到机组运行实时转速,通过对初始零相位标定即可得到设备运动部件当前位置与主轴转动角度的关系?通过在活塞杆正上方垂直和与之成90°夹角的水平位置安装两个电祸流位移传感器,其中一个垂直安装,测量活塞杆沉降量;另一个水平安装,测量活塞杆偏摆量?电祸流位移传感器能够采集机组运行过程中活塞杆的运行状态参数,即活塞杆运动稳定程度及当前位置相对初始位置的偏离程度?通过在十字头上方安装压电加速度传感器,能够监测阀片启闭过程或零部件断裂瞬间产生的冲击;通过在曲轴箱两侧角对角线处安装加速度传感器并积分为速度信号能够监测曲轴箱壳体的异常振动;通过在气阀阀盖处安装温度传感器,能够获取温度趋势变化情况?
4.2 系统软硬件组成及功能
系统硬件主要包括传感器及前置器?安全栅?防爆箱?服务器?电缆传输系统及网络通信系统等部分?该系统将传感器采集到的信号经过信号隔离器?数采器等的处理,通过对信号模数转换?数据传输等,将数据传输至软件部分,软件部分应用中间件技术实现存储?上传?调用数据等功能?通过软件处理,将信号输出到监测系统平台,以机组概貌图?运行状态趋势图?历史比较图?振动波形及频谱圏?多参数分析图等形式显示,实现对往复压缩机常见故障的监测预警与诊断?
5 结论
上文已经针对往复式压缩机的故障机理及早期预警技术进行了详细的分析,由于能力与经验的限制,本文可能对往复式压缩机的故障机理及早期预警技术论述不是很全面,没有面面俱到,在论述中也许会出现一些这样或那样的问题,或呈现出一些不成熟的思想,这都需要广大同行多多批评与指正,进而不断分析?探究以及总结,使往复式压缩机得到更好的应用?
参考文献：
[1]余良俭.往复压缩机故障诊断技术现状与发展趋势[J].流体机械,2014
[2]付希涛.往复式压缩机故障诊断研究与展望[J].技术与市场,2014
[3]范俊钦.关于往复式压缩机日常维护工作的探讨[J].化工管理,2014
论文作者:何慧 王连春 渠涛
论文发表刊物:《科技尚品》2018年第11期
论文发表时间:2019/7/18
标签：压缩机论文; 故障论文; 气阀论文; 往复式论文; 活塞杆论文; 传感器论文; 填料论文; 《科技尚品》2018年第11期论文;