（南京炼油厂有限责任公司，南京 210033）
摘要：通过对4LW-5/-0.5～2.5型丙烯气压缩机结构、主要故障原因的分析，简要介绍其他常见故障及维护方式。
关键词：丙烯气压缩机 结构 常见故障分析 维护
前言
4LW-5/-0.5～2.5型丙烯气压缩机是为L型、两列、单级压缩、水冷、复动、往复式活塞式压缩机，排气量为5Nm3/min，进/排气压力为-0.05~0.05Mpa/0.25Mpa。本车间于2009年增加负压回收系统时投入使用，是聚丙烯车间的关键设备之一。其常见的故障维护是保证生产正常进行的必要条件。
1.丙烯气压缩机各系统结构分析
4LW-5/-0.5～2.5型丙烯气压缩机其结构紧凑合理，主要包括主机部分、润滑系统、冷却水系统、排污系统有机结合起来。
1.1往复式压缩机的工作原理
电机带动曲轴在密闭的机身内旋转，使套在曲轴偏心圆上的活塞在其气缸内不断的做往复运动，在进、排气阀的作用下，活塞两侧交替进行吸气、压缩和排气，引起气缸内容积发生增大和减少的周期变化，循环工作直至气体达到所需的压力和气量后排出。压缩机工作原理如图1所示。
图1
1.2压缩机的主机部分
曲轴连杆机构安装于机身内，由主电机带动做往复运动，两个气缸置于机身的垂直和水平方向，为保证安全机身设有中体，中体处设有十字头滑道，主填料、前置填料及中体上设置有放空管线，机身下部的容积做为油池，可贮存润滑油。
1.3压缩机的润滑系统
压缩机活塞、填料采用自润滑材料，无需润滑油，压缩机传动机构采用由曲轴驱动的齿轮油泵进行强制循环润滑，曲轴两端的主轴承采用飞溅式润滑。
1.4压缩机的冷却水系统
采用循环水冷，气缸和冷油器并联冷却水方式，立缸、卧缸采用串联冷却水方式，气缸排水管路上装有水流指示器，进入冷油器的冷却水排出后直接汇集到排水管线。冷却水系统如图2所示
图2
1.5压缩机的排污系统
4LW-5/-0.5～2.5型丙烯气压缩机的排污系统有两路管线组成，一路由联接一、二级填料低压端的管线组成，一路由联接一、二级中体的管线组成。
2压缩机常见故障及维护
压缩机的常见故障中最为常见的当属气阀故障，其次有支撑环和活塞环的磨损。
2.1气阀的组成及各部分作用
气阀是由阀座、升高限制器以及阀片和弹簧组成，用螺栓把他们紧固在一起。阀座是气阀的基础，是主体；升高限制器用来控制阀片升程的大小，而升高限制器上几个同心凸台是起导向作用的。阀片是是气阀的关键零件，它是关闭进出口阀，保证压缩机吸入气量和排出气量按设计要求工作，它的好坏关系到压缩机的性能；弹簧起着辅助阀片迅速回弹，以及保持密封的作用。阀片升程的大小对压缩机有直接的影响。升程大，阀片易冲击，影响阀的寿命；升程小，气体通道截面积小，通过的气体大，排气量小，生产效率低。在调节阀片升程大小时，对于没有调节装置的气阀，可以车削加工阀片升高限制器，对于有调节装置的气阀，可以调节气阀内间距垫片的厚度。弹簧的弹力不一致时，会使阀片歪斜、卡死。气阀的组成如图3所示。
图3
2.1对气阀的要求
气阀的作用是控制气缸中的气体吸入和排出。压缩机上的气阀都是自动气阀，即气阀的启闭不是用专门的控制机构而是靠气阀两侧的压力差来自动实现及时启闭的。
对气阀的主要要求有以下几点
1．气阀开闭及时，关闭是严密不漏气；
2．气流通过气阀时，阻力损失小；
3．气阀使用寿命长；
4．气阀形成的余隙容积小；
5．结构简单，互换性好。
2.2气阀故障
气阀是往复式压缩机的最为关键的组件之一，根据国外知名压缩机公司对世界上万台压缩机无计划停车的统计（图4）表明，气阀故障导致压缩机停机的原因占到了32%。
图4
气阀的故障往往伴随着发热和声音异常，严重的导致压缩不上量，在日常巡检中较容易发现。气阀故障是引起计划外停机的主要原因，它的好坏直接影响到压缩机组运行的好坏，压缩机的运行可靠性和经济性都与气阀的设计好坏有关，常见的气阀故障有阀片的磨损、阀座磨损、气阀弹簧折断而造成气阀关闭不严，引起气体的泄漏，较严重的情况会发生中心螺栓断裂，阀片碎裂导致气阀完全失效，造成这些故障的主要原因主要有气阀本身设计或选型不合理、存在颗粒物对气阀的影响、压缩机气缸注油问题、气阀未按照要求正确安装，本车间由于生产的是聚丙烯粉料，在回收时难免会有粉料随气相丙烯进入压缩机，在多次的压缩机故障中本车间常见的气阀故障为粉尘堵塞， 在负压回收自2009年投入使用以来，在2009、2010、2012以及2013年气阀都出现过问题，但是主要的问题基本上都是因为粉尘堵塞造成气阀无法使用，其原因主要是气体中存在丙烯颗粒，这些颗粒会随着丙烯气的回收进入气阀的运动部件（弹簧或阀片）和静止部件（阀座或限制升程器）之间。这些阀片在接触阀座的时候，在黏着颗粒物的地方会产生较大的应力，从而损伤阀片。气阀的损坏严重影响压缩机的进气进气出气量，影响压缩机的正常运行。气阀被粉尘堵塞和损坏的照片如图5所示。
图5
排除办法：源头上，尽量多的清除丙烯气中夹带的丙烯粉尘，在进气前端设有在沉降罐及放空过滤器，放空过滤器中设有有适合气体通过，但是能够挡住多数粉尘的布袋，从而很好的从源头挡住造成气阀堵塞的丙烯粉尘。另一方面为了节约成本，通常对拆下来的较为完好的气阀进行专业维修，对损坏的零件进行更换，维修研磨气阀阀座等主要零件。通过维修并经过严格的气密性试验，使气阀恢复到可用状态，定期对气阀在符合环保要求的清洗池中用特定的软刷对气阀就行清洗，以便去除其中的粉尘等堵塞气阀的杂质，清洗后还需对阀座，阀盖进行抛光，对于无法修复的要进行及时的更换。
2.2填料损坏
填料损坏不仅会影响气缸的气密性而且会导致润滑油进入气缸内，进入气缸的油又进一步进入气阀内，进入气阀内的润滑油和气阀内的少量丙烯粉尘混合形成粘稠物甚至是硬块，导致气阀在很短的时间内失去效果，而且往往由于气阀太脏难以修复，这不仅造成了润滑油的快速消耗，需要经常补充润滑油，也给压缩机的运行造成了很大的安全隐患，另一方面丙烯气及粉尘也会进入润滑系统，造成润滑系统的损坏及丙烯气的泄漏，危及安全生产。
排除方法：定期对从排油口排出多余的润滑油，根据经验在定期更换气阀时对气阀情况进行
2.3活塞环损坏
活塞环的作用包括：密封、调节机油、导热或传热、导向或支承四个作用。4LW-5/-0.5～2.5型丙烯气压缩机活塞环采用自润滑材料，在摩擦表面粘着一层极薄的由聚四氟乙烯分子为主所组成的自润滑薄膜。如果这种薄膜一旦被破坏，就会造成活塞环直接与金属气缸壁面摩擦，摩擦系数大，活塞环的磨损加快，所以活塞环的寿命短。本车间造成活塞环损坏的主要因素是：被压缩介质丙烯粉尘含量较大和冷却水系统不通畅是汽缸中冷却不好，温度过高。
排除方法：粉尘方面还是增加过滤装置，冷却水方面开大水量，增加水压，清洗并检查冷却水道有无堵塞现象；检查气缸破损更换气缸垫。
2.4气缸过热
压缩机在正常工作时若气缸温度长时间超高，就表现为气缸过热。气缸过热会使缸内润滑油迅速炭化，积炭一旦燃烧就会引起爆炸，造成重大事故。产生原因首先有冷却水系统冷却水供应不足；其次润滑系统润滑油供油量不足；再者是因为吸排气阀腔漏气或窜气，排气阀片卡住、断裂等，使排气阀漏气返回气缸；最后是检修安装时气缸与十字滑道不同心, 造成活塞与气缸壁摩擦等原因所造成。
排除方法：若因冷却水供应不足，应适当加大冷却水的供应量。若因供油不足或中断，应适当调节注油量的大小。其它故障如活塞环磨损、断裂, 气缸内表面拉毛等, 应及时进行镗缸或更换新的零部件。若气缸与十字头滑道不同心, 应停止使用并检修。
3.结论
往复式压缩机的常见故障大多发生在气阀、活塞环及气缸等几个易损部件上。在分析往复式压缩机上述常见故障和引发原因的基础上，本文提出了如下措施：加强工作介质的过滤精度；选用合适材料的气阀；满足压缩空气热平衡的需要；提供足够的冷却水；降低排气温度；控制润滑油的使用量，维持润滑油的粘度、强化润滑效果，延缓结垢，提高产气量。有针对性地对压缩机易损部件进行定期检修和合理维护，可延长压缩机易损件的使用寿命，提高运行的经济性。压缩机是生产装置中的重要设备，一旦出现故障就会影响生产的正常进行，因此本文着重于对故障进行分析并提出解决办法，希望对今后的生产排障有所帮助。
4.参考文献
[1]李总根.空气压缩机操作工.中国劳动保障出版社，2007，10
[2]兰运良.空气压缩机技术.西北工业大学出版社，2008，10
[3]郑祖斌.通用机械设备.机械工业出版社，2004，1.
[4]化工部人事教育司，化工部教育培训中心．压缩机[M]．北京：化学工业出版社出版，1997
论文作者:满峻昊
论文发表刊物:《科技新时代》2018年11期
论文发表时间:2019/1/10
标签：气阀论文; 压缩机论文; 气缸论文; 丙烯论文; 冷却水论文; 活塞环论文; 粉尘论文; 《科技新时代》2018年11期论文;