對特種壓縮機中曲軸箱隔離罩破裂原因的分析

黃青松　胡學驥

摘 要：特種壓縮機在運行的過程中，通過對其運行情況進行監(jiān)控，并恰當?shù)倪M行分析，了解特種壓縮機的實際狀況。特種壓縮機停機之后，氣缸和管路中會具備高壓氣體，為了使二者達到平衡狀態(tài)，應用了增加緩沖容器的方法，這樣一來，隔離罩的壓力就會降低，避免了破裂的發(fā)生。

關鍵詞：特種壓縮機；曲軸箱；隔離罩；破裂

引言

對于高端SF6氣體回收應用，無論是國內還是國外，使用的設備多為瑞士Haug壓縮機，對于此種壓縮機，不會產生摩擦，使用中不需要進行維護，驅動方式為耦合，無論是處于運行狀態(tài)還是處于停機狀態(tài)，氣體的總泄漏比較小，而且長期保持在一個數(shù)值上，對于SF6氣體回收應用的要求，此種壓縮機 非常好的滿足。公司生產的以此壓縮機為主要部件的回收設備高端產品，使用過程均為正常使用，4-5個月之后，隔離罩上出現(xiàn)了破裂的現(xiàn)象，為此，對其展開維修，維修時，分析了破裂發(fā)生的原因，同時，對維修措施進行了改進。

1 故障現(xiàn)象

1.1 氣體回收流程

起初，SF6氣體處于開關氣室中，當啟動回收功能之后，SF6氣體開始向壓縮機運動，運動的路線為過濾器、單向閥、減壓器，經過這三個設備之后，最終進入到壓縮機中，通過加壓作用，將其中的水分和雜質過濾掉，儲存在儲液罐內。

1.2 壓縮機結構

壓縮機開始工作之后，外部磁塊首先被驅動，隨后，內部磁塊開始接收動力，接收的方式為非接觸式，在接收的過程中，會將動力傳至主軸，使主軸轉動起來，由此，活塞就會開始運動，范圍是氣缸內，運動形式是循環(huán)往復。對于氣室內的隔離罩，為了保證氣體泄漏值的統(tǒng)一性，實行靜密封處理。

1.3 隔離罩破裂過程

隔離罩破裂是在停機狀態(tài)下突然發(fā)生的，進而導致SF6氣體發(fā)生泄漏，殘存與系統(tǒng)當中，回收裝置受其影響，工作無法繼續(xù)進行。這個過程中，處于儲液罐內的SF6氣體壓力為2.0-2.5MPa。

2 原因分析

當發(fā)現(xiàn)此故障之后，及時的與壓縮機的生產廠家取得聯(lián)系，對故障產生的原因進行充分的分析。

對于此壓縮機，活塞在進行工作時，主要依靠主軸來帶動，而主軸的驅動由耦合來實現(xiàn)。在對隔離罩進行密封時，為了保證氣體泄漏值，采取了靜密封的方式。當正常工作的狀態(tài)下，壓縮機的運行要處于良好的運行情況中，為了保證運行的狀況，需要在啟動的瞬間實現(xiàn)壓力的相對平衡，這兩個壓力一個是各個氣缸內的壓力，另一個是進氣口的壓力，因此，在氣缸與進氣口中，會設置電磁閥MV1，且保持在常開的狀態(tài)。

在壓縮機運轉時，應將電磁閥MV1關閉，并通過進氣口向壓縮機氣缸內部注入六氟化硫氣體，這樣氣體就能夠通過一級、二級壓縮后，在高溫高壓的環(huán)境當中僅散熱管排除壓縮機氣缸。在壓縮機停止運行時，將電磁閥MV1打開，這樣就能夠使壓縮氣缸內和散熱管當中的六氟化硫氣體的氣壓迅速進入進氣口，使得壓縮機內部的氣壓和進氣口的氣壓能夠保持在均衡狀態(tài)下。

在正常運行時，一般在二級氣缸內的六氟化硫氣體所承受的壓強最大，最高時能夠達到5.0MPa。在壓縮機停止運行的一瞬間，高壓狀態(tài)下的氣體會通過電磁閥的調節(jié)作用迅速進入進氣口，但因為進氣口的通道本身直徑較小，所能夠容納下的氣體體積較小，因此在隔離罩的內部氣壓還是可以達到2MPa左右。同時由于壓縮機的正常吸氣氣壓是在小于0.5MPa范圍內，這也就造成進氣口壓力過大，影響其使用壽命，同時由于隔離罩本身屬于特種塑料制品，在長時間保持在1MPa壓力以上時就容易發(fā)生破裂情況，對整個壓縮機噪聲損傷。

3 改進措施

3.1 解決方案

采用的解決方案主要是在壓縮機內常用的電磁閥MV1和低壓管通路之間加裝一個緩沖設備，這一設備具有一定的氣體容積，能夠起到緩解氣壓的作用，同時還需要在緩沖設備上加裝安全閥，安全閥的開啟壓力設定為0.85MPa。

在回收的過程中，壓縮機上的電磁閥處于關閉狀態(tài)，此時能夠正常回收；待停機之后，高壓氣體就能夠通過電磁閥和緩沖設備上的安全閥實現(xiàn)減壓的目的，提高壓縮機的使用壽命。

3.2 方案和優(yōu)點

首先，安裝緩沖設備后，壓縮機內在停機瞬間所達到的平衡壓強小于0.5MPa。

其次，緩沖設備上安裝的為單向閥門，可以避免停機瞬間發(fā)生氣體回流情況，導致回收不干凈。

再次，緩沖設備上的安全閥能夠在壓縮機內的氣體壓強大于0.85MPa時同樣開啟，這樣就能夠進一步保證隔離罩的安全。

最后，緩沖設備是安裝在減壓器前方的，這樣即能夠保證氣體平衡后的壓強，同時也能夠進氣口出的氣體壓強。

3.3 緩沖容器容計算

在壓縮機停機的一瞬間，其一級和二級壓縮氣缸內的氣體就會進入緩沖設備當中，保證壓縮機內氣體平衡；而如果平衡后的氣壓處于隔離罩的承受范圍，則會引發(fā)隔離罩不會破裂。

其根據(jù)質量守恒定律：

上述公式當中的？籽P1代表了運行過程中一級氣缸內壓力在P1時六氟化硫氣體的密度；？籽P2代表了運行過程中二級氣缸內壓力在P2時六氟化硫氣體的密度；？籽P3代表了運行過程中緩沖設備內壓力在P3時六氟化硫氣體的密度；？籽P4代表了在停機氣體平衡狀態(tài)下緩沖設備內壓強在P4時六氟化硫氣體的密度。V1代表一級氣缸和散熱管的容積；V2代表二級氣缸和散熱管的容積；V3代表緩沖設備容積。根據(jù)壓縮機本身極限狀態(tài)要求（P4？燮0.85MPa），并與六氟化硫氣體的密度進行對比，得到緩沖設備的容積：

經過實際計算后得出緩沖設備容積應為6.4L。

4 結束語

通過對系統(tǒng)的修改，加裝了緩沖設備，這樣就能夠在壓縮機停止運行時保證其內部氣壓的穩(wěn)定，并且保證其內部氣壓能夠在隔離罩承受范圍內，避免隔離罩發(fā)生破損。

參考文獻

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