往復式壓縮機氣閥故障原因及預防措施分析

陳會鵬(陽泉煤業(yè)集團平定化工有限責任公司，山西 陽泉 045000)

0 引言

石油和煤化工企業(yè)在我國的社會發(fā)展過程中發(fā)揮著重要的作用。保障石油和煤化工企業(yè)生產的正常運行，對促進我國的社會發(fā)展具有重要的意義。往復式壓縮機是石油和煤化工企業(yè)生產過程中涉及到的重要機械設備，氣閥的故障對整個往復式壓縮機的正常運行會產生極大的影響。要想對往復式壓縮機氣閥的故障原因和預防措施進行分析，首先就要了解往復式壓縮機氣閥的結構和性能要求。

1 往復式壓縮機的氣閥的結構和要求

1.1 氣閥的結構

往復式壓縮機在我國的石油和煤化工企業(yè)的生產過程中具有重要的作用，該設備主要是對氣體進行增壓和輸送的壓縮設備。而氣閥主要是在往復式壓縮機中對壓縮機中的氣體進出氣缸進行控制的機械部件。因此，合理地進行氣閥結構的設計能夠保證整個往復式壓縮機的正常運行。雖然我國的往復式壓縮機根據(jù)氣體往復運動的構件不同，分為活塞式和隔膜式兩種壓縮機類型，但對于氣閥結構的設計大多是相同的。氣閥的主要結構都是由閥座、閥片、彈簧和升程限制器等四個基本部分組成[1]。

1.2 氣閥需要滿足的性能要求

1.2.1 增大氣閥流量和氣舍面積

在往復式壓縮機的工作過程中，氣體在往復式壓縮機的氣缸中進行加壓處理，增壓后的氣體在輸送過程中經(jīng)過與之前相同面積的氣閥時，往往會因為氣體的壓力增大而對氣閥造成沖擊和破壞。而應用往復式壓縮機對氣體進行加壓和輸送處理時，最大的優(yōu)點就是能夠在加壓和輸送氣體的過程中減少對阻力的消耗。而為了防止氣體在加壓和輸送過程中因產生的阻力對往復式壓縮機的氣閥造成影響，在對往復式壓縮機的氣閥結構進行設計時，就需要通過盡可能地增大氣閥流量和氣舍的面積來減小加壓后的氣體對氣閥造成的損壞。

1.2.2 彈簧閥片耐磨損性能

對用在工業(yè)生產中的機械設備來說，耐腐蝕和耐磨損是其需要具備的兩個主要技能。在石油和煤化工企業(yè)的生產過程中，由于往復式壓縮機的主要作用是實現(xiàn)對氣體的加壓和輸送，這一過程并不涉及到設備的腐蝕性問題。因而在對往復式壓縮機的相關性能進行設計時，需要重點考慮的就是設備的耐磨損問題[2]。氣閥在應用的過程中主要是通過彈簧和閥片之間的相互作用來實現(xiàn)主要功能的，在往復式壓縮機的運行過程中，彈簧和閥片需要具備一定的耐磨損技能才能夠延長往復式壓縮機的使用壽命。

2 往復式壓縮機氣閥發(fā)生故障的主要原因

2.1 閥片損壞原因分析

通過前面的分析可以得知，氣閥在往復式壓縮機中具有重要的作用。往復式壓縮機的氣閥容易出現(xiàn)故障的情況主要有三種。閥片故障是引起往復式壓縮機氣閥故障的主要原因之一。而閥片故障主要是由于往復式壓縮機在運行過程中造成的磨損和自身的質量問題導致的。當閥片受到磨損和損壞時，如果沒有及時進行更換，就會使閥片更容易受到腐蝕的影響。

2.2 彈簧損壞原因分析

彈簧損壞是引起往復式壓縮機氣閥故障的另一個主要原因。在對往復式壓縮機的氣閥結構進行設計時，為了減小彈簧在實際的應用過程中受到的磨損，通常需要選擇更耐磨損的彈簧材料。然而即使這樣，彈簧在應用過程中也會產生一定程度的損耗。彈簧容易損壞的主要原因除了前面分析到的彈簧與閥片之間的相互作用之外，還主要會受到彈簧材料本身的質量問題的影響。

2.3 漏氣原因分析

因為往復式壓縮機在石油和煤化工企業(yè)的生產過程中主要是通過對氣體的加壓和輸送來發(fā)揮作用的，因而漏氣會給其造成最直接的影響。與前面閥片的損壞和彈簧的損壞原因不同，漏氣故障產生的原因主要是由于受到氣閥閥座以及整個往復式壓縮機的密封性能的影響，再加上閥片和彈簧受損，都會導致往復式壓縮機發(fā)生漏氣故障。

3 預防往復式壓縮機氣閥故障問題的措施

在現(xiàn)階段應用于我國石油和煤化工企業(yè)的往復式壓縮機運行過程中，容易對其正常運行產生影響的就是氣閥容易出現(xiàn)的故障問題。往復式壓縮機氣閥容易出現(xiàn)的故障，不僅會影響整個往復式壓縮機的正常運轉，還會對石油和煤化工企業(yè)的生產過程造成嚴重的影響。因此，要想保證往復式壓縮機的正常運轉，就要對氣閥故障進行有效地預防。

3.1 應用科學的氣閥故障診斷方法

通過前面的分析可以得知，氣閥的故障會阻礙往復式壓縮機的正常運轉。往復式壓縮機的主要工作原理是通過曲軸、連桿、活塞等一系列的運作來改變氣缸內的容積，達到對氣體進行加壓的目的。往復式壓縮機的氣閥主要包括進氣閥和出氣閥，在往復式壓縮機的運轉過程中，氣閥產生故障并不會對往復式壓縮機的造成最明顯的影響，而是通過閥片和彈簧等的磨損而產生漏氣的情況。漏氣不僅會影響往復式壓縮機的工作效率，還會縮短往復式壓縮機的使用壽命。因此，要想有效地預防和應對往復式壓縮機氣閥發(fā)生的故障，就要應用科學的氣閥故障診斷方法，根據(jù)氣閥發(fā)生的具體故障原因來對其進行預防和應對。在對往復式壓縮機的氣閥進行故障診斷時，主要是依據(jù)信號檢測設備對往復式壓縮機在運轉過程中產生的閥片沖擊力、氣閥漏氣等造成的設備元件振動而產生的信號進行檢測來判斷其是否發(fā)生故障。除此之外，還可以在往復式壓縮機中安裝相應的故障預警和報警機制，這種預警機制一般是根據(jù)往復式壓縮機在運轉過程中氣閥運動產生的熱力參數(shù)值、排氣壓力、氣量、閥腔內溫度、壓力脈動等方面的變化來對其是否發(fā)生故障進行診斷的。通過這些往復式壓縮機在運轉過程中的具體動力參數(shù)變化來對氣閥故障進行診斷，主要是依據(jù)動力性能作為診斷的主要原理的。

3.2 及時校核閥片

針對現(xiàn)階段我國石油和煤化工企業(yè)生產過程中往復式壓縮機容易因閥片損壞而產生的氣閥故障，主要可以采用及時校核閥片的方法來對其進行預防。往復式壓縮機在運轉過程中，主要是通過彈簧和閥片的運動來實現(xiàn)對氣體進行控制的作用，閥片的損壞會直接影響整個往復式壓縮機的密閉性。因為機械設備是依據(jù)一定的物理和運動規(guī)律來實現(xiàn)運轉的，而閥片在往復式壓縮機中主要通過運動來實現(xiàn)價值。因此要想有效及時預防往復式壓縮機氣閥閥片損壞，可以通過對往復式壓縮機在運轉過程中對閥片運動發(fā)生的相關規(guī)律進行觀察和分析，并對閥片在運動過程中容易出現(xiàn)的故障進行及時校核。通過這種措施不僅能夠有效減少閥片損壞造成的氣閥故障對往復式壓縮機造成的影響，還能夠間接對彈簧的預壓縮量進行控制。而在往復式壓縮機的氣閥元件構成中，升程限制器主要起到的是限制閥片的升程作用，彈簧則是對氣體的控制發(fā)揮作用的最主要元件。當閥片受到損壞時，也會對其產生一定程度的影響，因而在校準閥片時，還要及時調整彈簧的剛度系數(shù)和閥片的升程系數(shù)。

3.3 優(yōu)化氣閥結構

氣閥結構的設計，不僅是往復式壓縮機正常運行的重要保證，還能夠通過更加科學合理的結構設計，來減小和降低因氣閥故障給整個往復式壓縮機的正常運行造成的影響。在往復式壓縮機的運轉過程中，由于閥片與彈簧之間會因為運動和氣缸內氣體的流動而產生一定的沖擊效果，因此閥片和彈簧是往復式壓縮機氣閥中最容易產生損壞的兩個部件。因此在對往復式壓縮機的氣閥結構進行優(yōu)化設計時，需要重點對閥片和彈簧的相關參數(shù)和系數(shù)標準進行設計。具體來說，要想通過優(yōu)化氣閥結構來預防往復式壓縮機氣閥容易出現(xiàn)的故障，可以在對氣閥結構進行優(yōu)化設計時，將閥片的開啟高度降低。這樣不僅能夠在一定程度上減緩氣體在流動過程中對彈簧和閥片的撞擊受力大小，還能夠降低氣體撞擊的速度。在減小閥片磨損的同時，延長整個往復式壓縮機的使用壽命。但在調整閥片開啟高度時，還會導致氣流的阻力變大，這就會讓往復式壓縮機不能夠起到減小氣流阻力消耗的目的。因此在調整閥片開啟高度的同時，還要增設閥座通道、設置緩沖片等形式來讓閥片能夠在往復式壓縮機的氣閥中發(fā)揮更大的作用。

3.4 優(yōu)化制造工藝

在現(xiàn)代社會的發(fā)展過程中，科學技術水平的進步使得我國的各個行業(yè)和領域的生產技術得到了一定程度的革新。對于石油和煤化工企業(yè)生產過程中的往復式壓縮機設備而言，依靠現(xiàn)代社會先進的科學技術對其制造工藝進行優(yōu)化，不僅能夠有效預防氣閥故障對往復式壓縮機造成的影響，還能夠促進往復式壓縮機設備整體結構和制造工藝的優(yōu)化升級，間接促進我國石油和煤化工企業(yè)生產效率的提高。在對往復式壓縮機氣閥的制造工藝進行優(yōu)化時，不僅要對制造工藝本身的技術進行優(yōu)化，還要重點注意對往復式壓縮機的整個生產制造過程進行嚴格規(guī)范。在生產和制造往復式壓縮機的過程中，通過對氣閥生產和制造的相關標準的具體規(guī)劃和設定來保證氣閥的制造能夠符合實際的應用標準。除此之外，還要對氣閥中的各具體元件的材質進行仔細地選擇，這樣才能大大提高往復式壓縮機氣閥的生產質量，有效預防氣閥故障情況的發(fā)生。

4 結語

綜上所述，氣閥故障會對往復式壓縮機的正常運轉產生嚴重的影響。在我國石油和煤化工企業(yè)的生產過程中，通過對往復式壓縮機的氣閥容易產生故障的原因進行分析，并提出具體的應用科學的氣閥故障診斷方法、及時校核閥片、優(yōu)化氣閥結構、優(yōu)化制造工藝四個方面的具體措施，來有效預防往復式壓縮機容易出現(xiàn)的氣閥故障，不僅能夠保證往復式壓縮機的正常運行，還能夠間接促進我國石油和煤化工企業(yè)的發(fā)展。