焦爐煤氣壓縮機存在的問題與改進

摘 要：隨著社會經濟的逐步發展，焦爐煤氣壓縮機現已成為了多數部門中需要用到的重要機械。其能夠壓縮氣體，增大氣體壓力，因而廣泛運用在石油化工、冶煉等多個工業領域中。本文重點分析了焦爐煤氣壓縮機存在的主要問題，并針對這一系列問題提出了相應的解決辦法，以期改進焦爐煤氣壓縮機的功能和質量。

關鍵詞：焦爐煤氣壓縮機；存在問題；改進方法

焦爐煤氣壓縮機是用于給氣體增壓與輸送氣體的機械，能夠把原動機的動力能轉化成為氣體壓力能，其具有較多的種類，且運用范圍廣闊，被人稱為通用機械。我國是煤炭大國，但傳統的運用方法會造成煤炭能源的大量浪費。這不僅不利于可持續發展，還會引起一定程度上的環境破壞。因此，必須要積極改進焦爐煤氣壓縮機存在的問題，提升焦爐煤氣壓縮機的工作效率。

一、焦爐煤氣壓縮機存在的主要問題

某公司在設備初步設計和選型的過程中，對于焦爐煤氣壓縮機的二級氣缸配置了八閥口往復式氣缸。工藝規定的是在氣缸的2級和3級之間添加一個平衡腔裝置，使活塞受到的阻力得以減少。這樣一來就要把2級氣缸一側4個閥口中的3個封閉起來，只留下一個閥口，將其作為平衡腔的出氣孔。在設備裝置并調試時，工作人員發現，因為封閉氣閥的2個閥口具有較高的公差精度需求，因此設備在運作時產生了煤氣泄漏的問題，使得煤氣壓縮機單機排氣量只有1400立方米每小時，2級排氣壓力為0.6Mpa。這樣一來就對焦爐煤氣制氫系統的流量和壓力產生了較大影響，導致CO濃度超標。據工作人員分析，焦爐煤氣壓縮機存有下列問題。

（一）內部泄露導致高溫氣體回流，影響1、2級吸氣功能

壓縮機2級氣缸封閉假閥如果產生了內部泄漏情況，就會使得1級氣缸進口部位壓力上升，且氣體溫度產生變化，生成許多冷凝水。這樣一來1級氣缸的吸氣閥閥片就會遭到損壞，并且也會對2級氣缸吸氣閥的功能造成影響。高溫氣體回流過程中，也會生出冷凝水，因此每個班次都要逐步增加排污次數，對設備進行檢查。

（二）封閉閥口內部密封由于加工問題而難以壓緊

在封閉的假閥中，以及外口裝配部位，對于公差的精度都有很高需求。設計時，外部閥口選用了O形膠圈密封的方法，而假閥里面的閥口密封部位則運用了厚度為2mm的鋁墊。如果使用了比較粗的膠圈，那么內部閥口壓緊度達不到標準，就可能產生閥口內部煤氣泄漏的問題。而如果膠圈過細，那么閥口內部密封就容易被壓緊，而外部閥口的密封性卻不夠良好，導致高壓煤氣大量外泄。這樣一來，焦爐煤氣壓縮機的單機排氣量就會降低到1350m3/h，難以符合設計標準。這對于PSA制氫系統而言，也會產生較大影響。

（三）封閉閥口外的密封模式難以適應工藝需求

焦爐煤氣壓縮機封閉閥口的外部密封模式選用了O形膠圈封閉的形式。在其運作過程當中，機械溫度會逐漸上升，膠圈也會隨之產生形變、脆化等現象。此外，焦爐煤氣壓縮機在運作過程中會產生較大幅度的震動，脆化或變形后的膠圈可能會脫落，從而使得高壓焦爐煤氣大量泄漏出來。如此一來，區域中的CO含量就會嚴重超出安全標準，造成十分危險的局面，給生產和操作過程埋下很大的安全隱患。

二、焦爐煤氣壓縮機相關問題的改進方法和效果

（一）改進方法分析

針對上文所提到了密封形式、熱效應等，需要通過合理的技術手段進行解決和優化。首先，在進行設備的調試安裝時，通過對工作閥進行拆體分析，同廠家的技術人員進行了交流，針對二級氣缸封閉假閥的相關問題進行了研究，決定對其進行改造，使用鋼板進行內口假閥閥體的制造，同時實現封閉。而對于外密封，則使用2mm的鋁墊進行密封處理，以此實現高壓煤氣泄露的問題。下圖所示就是初步的改造方案示意圖。

其次，通過上述環節的改進，在實際使用過程中，由于假閥的內口閥體材料是鋼板，其具有熱變形的特點，在受熱后會產生一定的形變，從而造成煤氣內漏的問題。而外口密封采用了鋁墊，需要避免其外漏現象，最大程度保證生產安全，因此需要對其作出二次改進。下圖所示則為二次改進防方案。

在二次改造方案中，使用了工作閥比例的鑄鐵制作假閥閥體，該閥體不具備氣道，能夠有效消除熱因素導致的內漏問題。另外，將假閥和制動器連接起來，能夠弱化受力集中造成的內口壓實不僅的問題。

（二）改造效果

通過上述方案進行改造，焦爐煤氣壓縮機在生產中表現良好。經過長達6個月的運行，氣閥沒有出現外漏顯現，使得煤氣壓縮機的排氣量顯著提高，單排水平達到了1650m3/h，完全符合生產需求。不僅如此，內漏問題也得到了有效的環節，沒有再出現氣體回流的情況，在氣缸維修養護上的投入大大減少。如此不僅節省了對設備的檢修費用和時間，更提高了生產效率和水平。

（三）經濟效益

就上述改造方案所能夠取得的實際經濟效益進行分析，主要表現在三個方面。第一，單機排氣量顯著增加，比改進前增加了300m3/h。依據氫氣回收率進行計算，可以得出每個小時可以實現100m3氫氣的回收，將時間單位換作年的話，則全年可以實現超過80萬立方米的氫氣回收，進而實現接近250萬元的經濟利益。第二，內漏現象被明顯消除，二級、三級工作閥的壽命顯著提升，檢修工作也從每周一次變更為40天一次。從而每年累積下來所節省的費用也超過了5000元。第三，根據實際生產中的表現，超過6個月的時間沒有出現任何問題，確保生產安全，提高了機械設備的使用效率。

三、結語

在實際的生產中，焦爐煤氣壓縮機表現出了一些問題，其主要集中在口外密封、口內密封、高溫變形等幾個方面。這對這些問題，需要對設備進行一定的改造，具體的改造方案在文中已經詳細表述。通過對設備的改進，不僅可以有效解決泄露問題，更實現了資源的節省和成本的節約，大大提高了生產的效率和水平。

參考文獻：

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作者簡介：

董博（1988-），男，漢族，吉林省吉林市人，本科畢業于天津大學，助理工程師職稱，從事工作：化工工程設計。