淺談CNG壓縮機的故障原因及對策

李龍奎

（四川宏源燃氣股份有限公司，四川 遂寧 629200）

淺談CNG壓縮機的故障原因及對策

李龍奎

（四川宏源燃氣股份有限公司，四川 遂寧 629200）

四川宏源燃氣股份有限公司于2002年建成CNG加油加氣合建站，并投入使用，近些年來，隨著射洪縣CNG汽車逐年增多，站內壓縮機由最初的兩臺壓縮機擴容增加至3臺。本文就是以天然氣壓縮機為例，詳細的分析了其在使用過程中可能出現的故障，并分析其原因，提出相應的對策，為處理天然氣壓縮機的故障提供參考。

故障管理；故障排查；排除；維修

1 天然氣壓縮機簡介

天然氣壓縮機（如圖1）主要是用來將氣態天然氣進行壓縮的機械設備。它被廣泛應用在石油、煤氣、天然氣的加工、運輸過程中。一般情況下，使用的壓縮機主要有往復式壓縮機和離心式壓縮機兩種。往復式壓縮機主要的工作原理是利用曲柄和連桿機構帶動活塞做來回往復運動，活塞在氣缸內做往復運動時，氣缸內的容積會隨著活塞的運動而變化，從而使氣缸內的氣體被壓縮，達到壓縮氣體的目的；離心式壓縮機是屬于透平壓縮機的一種，它是可以壓縮氣體，提高氣體的壓力，減小氣體體積的機械設備。本文針對往復式天然氣壓縮機的故障原因進行分析，并對排除故障的方法進行了闡述，希望通過以下論述能夠為相關研究提供一定的理論基礎，并促進往復式壓縮機應用范圍的進一步拓展。

2 往復式天然氣壓縮機故障分類管理

往復式壓縮機作為一種壓縮天然氣的主要設備，與其他設備相比使用范圍更加廣泛。一般天然氣壓縮機對來自不同壓力的天然氣進行處理，承擔著對其進行壓縮的任務，同時它也保證了后續的深冷裝置氣源的充足性。根據相關調查顯示，影響壓縮機正常運行的因素比較多，常見的影響壓縮機的因素有氣閥故障、活塞環故障、機組振動等。如果往復式壓縮機發生故障，在進行故障檢測的時候就必須全面的考慮各種因素，只有將這些互相制約的因素進行全面的考慮，才能夠查找出故障產生的原因。首先，要排查往復式壓縮機的工作性能和設計參數。如果在排查中發現存在差異，我們應當對其進行更換。其次，還要檢測往復式壓縮機的氣缸內是否存在夾雜物，如果檢查發現其中存在有雜物，相關檢測人員就應當迅速調整有關部件。以下是對日常壓縮機的運行故障做了詳細的分析，并且結合實際提出了相關問題及解決對策。

圖1

2.1 氣閥故障

一般往復式壓縮機的氣閥是最容易出現故障的部位，作為往復式壓縮機的關鍵部位，氣閥在壓縮機的工作過程起著重要的作用，其性能的好壞直接決定往復式壓縮機的可靠性，甚至關系著整個壓縮機的工作效率和功率的大小，因此，氣閥故障對往復式壓縮機的正常工作有直接的影響。根據有關人員進行調查研究統計，單單是因為氣閥的原因導致整個機組停車的概率，占非計劃停車的概率的四成以上。通過研究，我們得出氣閥出現故障的原因主要有以下幾個方面：（1）潤滑的影響。在實際的工作生產中，為了保證壓縮機以最佳狀態運行，通常的做法就是注入較多的潤滑油以便能使潤滑效果最好。特別是在壓縮機經過徹底修理以后，氣缸和活塞內會有一段時間不運行而導致潤滑效果下降，這時往往那個會注入更多的潤滑油量保證更好的潤滑效果。這時就會出現新的問題，壓縮機工作過程中，過多的潤滑油一般會隨著活塞的運動逐漸匯聚到活塞后面的槽中，在壓縮天然氣過程中，氣缸內的溫度差變化很大，此時槽中的油經過高溫以及溫差的變化影響，就會慢慢變得粘稠和炭化，炭化的油質地堅硬，極易導致氣缸內的活塞在槽中被卡死。卡死的活塞嚴重影響了活塞和氣缸之間的氣密性。甚至過量氣體進入排氣閥時，那些過量的油也會隨著氣體進入另一側的排氣閥，從而導致另一側的排氣閥被嚴重污染。一般排氣閥的溫度都很高，潤滑在油高溫的條件下最容易焦化以及變成“積碳”。直接導致排氣閥不能完全關閉，影響排氣量。使壓縮機的消耗的功率大大增加。氣閥閥片的損壞程度也加大，直接導致氣閥出現故障。（2）閥片故障。閥片故障主要是壓縮機的閥片出現變形或者折斷的問題，作為氣閥的重要部件，閥片出現問題直接導致壓縮機的氣體通道不能有效的開啟和閉合，從而使氣體出現泄露或者回流的問題；另外，碎裂的閥片會隨著氣體產生不規則的振動，會對氣缸、活塞內的各種部件產生嚴重的破壞，具體來說，閥片碎裂的原因以下幾點：首先是連接閥片的彈簧失效，難以發揮正常的效果，引起閥片本身受力不穩定，在氣閥閉合和開啟時對閥片的沖擊力突然增大，會直接導致閥片在那一時刻出現斷裂破壞；其次，壓縮的氣體在高速運動，氣體中混有某些小固體顆粒，不斷的撞擊閥片，時間久了就會導致閥片變形或者斷裂；最后，被壓縮的氣體一般不是純凈的。如天然氣中含有某些腐蝕性氣體，會不斷的腐蝕閥片，導致閥片的整體抗性下降，造成閥片破壞。（3）彈簧故障。與其他部件相比，氣閥的彈簧是一個比較脆弱的零件。它是損壞頻率最高的部件。因此可以這么說，彈簧的壽命就相當于氣閥的壽命。一般彈簧出現故障主要是因為彈簧使用時間的延長，彈簧失效引起彈性變化，引起閥片不能正常工作，從而直接導致氣閥的故障。另外就是在選擇彈簧時，彈簧的質量沒有達到相應的標準，引起彈簧斷裂，閥片運動停滯或者不規則運動，造成閥片損壞。最后就是新舊彈簧混用，致使閥片工作效率不均勻，也會引起閥片故障。

2.2 活塞環的故障

往復壓縮機的活塞環是密封性部件，它是組賽密封和節流密封的組合，一般設備中的活塞環故障有幾點，第一活塞環與環槽的間隙不匹配，活塞環在環槽內的間隙過大或者過小都會引起故障。間隙過大，不僅密封性不佳，而且由于間隙太大會出現振動碰撞容易損壞活塞環；間隙過小，由于氣缸內的潤滑油焦化容易把活塞環卡死在環槽內，起不到密封作用。活塞環起不到密封作用主要表現在該級排氣壓力下降、該級排氣的溫度升高和壓縮機排氣量減少三個方面。因此，在選擇排氣環時要考慮材質、彈性、耐磨性和切口平整度等多方面因素，這對于壓縮機的正常運行非常關鍵。

2.3 機組振動

往復式壓縮機的振動是影響壓縮機安全運行的重要因素，機器設備可以在一定強度范圍內的振動下正常運行，但是，一旦振動強度超出這個范圍，就會對機械設備以及與之相接的管道設備產生疲勞破壞，甚至主機正常運行都會受到影響。具體來說有以下幾個方面：第一，管道內的流體會隨著時間變化產生周期性的氣流脈動；第二，管道系統會形成共振；第三，機組在安裝時，留有間隙，造成機組自身振動，一般安裝完的機組都有一定的振動。人們一般從以下幾個方面降低振動：首先降低壓縮機機體自身的振動，這主要是在購進壓縮機時要求廠家對壓縮機的出口壓力不均勻度控制在一定的許可范圍之內；其次是降低管道的氣脈流動，這主要是在設計壓縮機管道時才能夠調節控制（如圖2）。

圖2

3 結語

總之，往復式壓縮機是一種系統龐大、結構復雜的運轉設備，運行過程中可能會出現各種各樣的問題，必須進行檢測并合理維護，嚴格遵守壓縮機的操作規程，定期保養，若發現某一氣閥出現問題時，應該對氣閥的全部易損部件進行檢查和替換，并且及時測量閥片的密封性。應大力提高工程維護人員的專業水平，加強操作人員的整體水平。

[1]張宏杰，譚超. 淺談往復式壓縮機的故障原因及對策[J]. 化工管理，2016,08:249.

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TH45

A

1671-0711（2016）12（上）-0036-02