往復壓縮機氣閥故障診斷一例

李大鵬，高宏全，王大勇

（1.中石油克拉瑪依石化有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003；2.克拉瑪依市科比技術有限責任公司，新疆克拉瑪依 834003）

1 玉套高壓加氫處理循環氫壓縮機K-101B

該壓縮機為意大利·新比隆公司生產，型號為2HE/1，整體為雙作用式兩列對稱平衡型一級壓縮機，其主要技術參數為：轉速329 r/min，排氣量81 000 Nm3/h，功率690 kW，入口壓力16.8 MPa，排氣壓力19.2 MPa。機組為裝置內的重要設備，如果機組因故障停運，將給正常生產帶來波動和較大的經濟損失。

2 設備結構與測點分布

壓縮機及監測點位置如圖1 所示。

圖1 壓縮機及監測點位置

其中，1#缸為處理循環氫左一級壓縮缸，2#缸為處理循環氫右一級壓縮缸；H 表示壓縮機蓋側，C 表示壓縮機軸側，S 表示吸氣閥，D 表示排氣閥；1HS1表示1#缸壓縮機蓋側1#吸氣閥，其他氣閥編號以此類推。

2017 年12 月28 日進行日常巡檢時，發現此壓縮機流量明顯下降，并伴有異常響聲，響聲位置不明確。此壓縮機平時為一月進行一次定期狀態監測，有故障時可臨時增加監測頻次。隨后對機組進行狀態監測：對壓縮機進行了整體狀態監測，首先對氣缸蓋側、軸側缸蓋處布置振動測點，監測氣缸的高頻、低頻振動信號，此項監測信號可以判斷活塞環是否存在異常磨損、活塞桿鎖緊螺母是否存在松動現象；對各氣閥進行超聲波和高頻、低頻振動監測，用來判斷氣閥和活塞環是否存在泄漏和異常撞擊；對十字頭進行高頻、低頻振動監測，用來判斷十字頭是否存在松動和異常磨損現象。

圖2 2#缸氣閥超聲波曲線

圖3 2#缸氣閥振動曲線

通過對監測信號的分析發現，2#缸氣閥的振動曲線和超聲波曲線在圖2a、圖3a 中曲柄轉角為90135處曲線峰值比之前有明顯增加，此曲柄轉角對應的蓋側吸氣閥打開的時間段。初步判斷2#缸蓋側吸氣閥可能存在泄漏現象，建議車間對此氣閥進行拆檢。

3 拆檢及維修后監測情況

根據建議，次日對2#缸蓋側吸氣閥進行拆檢，發現該吸氣閥有破損（圖4），異常響聲可能來自于破損的金屬碎片，碎片在氣閥的開啟、關閉過程中隨氣流進行運動，產生撞擊，發出異常響聲。氣閥的破損會產生氣閥的關閉不嚴現象，造成氣體的泄漏，流量下降。

圖4 2#缸蓋側吸氣閥拆檢情況

隨后更換該氣閥，維修后機組流量正常，異常響聲消失。維修后對機組進行狀態監測顯示，超聲波形和振動曲線中峰值明顯減小，圖形與故障前相比變化不大（圖2b、圖3b）。通過狀態診斷可判斷故障類型和故障部位，準確的診斷有效減小了盲目維修帶來的不必要人力浪費和經濟損失。