往復式壓縮機氣閥故障的原因分析及解決

王向東

（大慶石化公司工程造價部，黑龍江大慶 163000）

0 引言

往復式壓縮機是目前我國石油化工等能源加工企業中使用最廣泛的一種機械設備，具有高效率、高性能、高度可靠等優點，能有效解決能源的泄漏問題。往復式壓縮機監測系統可以在一定程度上監控機身運行的故障，并預防或減少流通介質的泄漏情況。在故障原因分析過程中發現，往復式壓縮機故障的大部分原因出現在氣閥。因此，化工裝置生產操作及運行維護人員必須熟悉和了解往復式壓縮機出現氣閥故障的具體原因，進而及時找到故障的原因并修復，保障裝置的正常運轉。

1 往復式壓縮機的主要工作過程

往復式壓縮機的作用主要是提供動力、負責運輸介質能源，提高能源介質的運輸能力。通過能源氣體的運送和輸出，可以有效提高往復式壓縮機的容量，并且提高它的抗壓的能力[1]。往復式壓縮機是眾多類型壓縮機中的一種，因為其獨特的性能而在各種能源產業得到廣泛應用。

2 往復式壓縮機發生氣閥故障的原因分析

可以根據往復式壓縮機的主要工作過程或故障的主要原因進行深入探究，從而提出有效的改善措施，最大限度減少故障次數。

2.1 主要故障現象

往復式壓縮機的氣閥故障原因非常復雜，任何一個小小的故障都有可能造成整個壓縮機停止運轉、中斷能源輸送。氣閥是往復式壓縮機的主要易損件之一，也是其運行過程中最為關鍵的一個機械部件，相關技術人員必須對氣閥進行密切監控。統計發現，氣閥故障是往復式壓縮機故障的最主要現象。因此，相關技術人員必須對往復式壓縮機氣閥進行深入研究，熟知其具體結構和原理。

氣閥主要由閥座、升程限制器、彈簧、閥片以及將它們組合為一體的螺栓和螺母等（圖1）。在壓縮機運轉過程中，活塞每上、下往復運運一次，吸氣閥和排氣閥的就各自啟閉一次，往復式壓縮機就完成吸氣、壓縮和排氣等工作過程。

氣閥質量及工作性能的優劣，直接影響著往復式壓縮機的輸氣量、功率損耗、運轉可靠性。氣閥損壞的主要形式有氣閥零件的機械性損壞、腐蝕、磨損等，其中最容易損壞的結構部件是彈簧與閥片。一旦氣閥發生故障，往復式壓縮機就要倒車、做停車處理，進行故障檢查和修復，嚴重影響化工生產裝置的運行。

圖1 氣閥結構

2.2 輸送能源超過正常值影響氣閥運轉

無論使用任何輸送能源的設備，只要超過運輸的正常值就有可能造成往復式壓縮機無法正常運行。當超過正常值的時候，將會影響往復式壓縮機氣閥，嚴重的可能會使氣閥出現結霜或堵塞，最后導致往復式壓縮機出現膨脹而炸裂。因為，往復式壓縮機的輸送工作需要勻速運行，否則不符合輸送標準。

2.3 氣閥損壞

氣閥發生故障或損壞，其原因非常復雜。專業技術人員稍有不注意，就有可能引起往復式壓縮機出現故障。通過對氣閥故障、損壞原因的分析可以發現，往復式壓縮機長期、不間斷地工作，導致氣閥出現嚴重的損壞，這將大大降低其使用年限。因此，專業技術人員還要經常對往復式壓縮機進行定期檢查維修、保養與修復，盡量減少氣閥的損壞。

2.4 氣體泄漏

氣閥發生故障后會經常出現氣體泄漏現象，而氣閥故障的原因主要是漏氣，密封性不夠就會造成氣閥出現嚴重的漏氣，而氣體泄漏的原因又非常多。這就需要相關技術人員深入探究、分析，找出具體的原因，如氣閥門管道的磨損破壞、氣閥門的變形阻礙等。

3 采取有效的措施進行改善

針對往復式壓縮機出現的氣閥故障現象，專業技術人員可結合實際生產運行情況對常見的故障原因進行分析、總結和歸類，制定出符合標準規范和可以解決往故障的相關有效措施。專業技術人員可以通過科學技術更新發展，再與氣閥相關廠家的技術部門進行溝通協調，有針對性地采取解決措施對氣閥進行技術結構改造，或采用新型、復合金屬材料等，提高氣閥的耐用性，延長其使用壽命。采取有效的措施進行改善，可以在很大程度上保障往復式壓縮機的正常運轉。

3.1 研究和改善氣閥的基本構造

為了提高往復式壓縮機的使用年限，專業技術人員必須熟悉每一個往復式壓縮機氣閥的基本構造。科研團隊還要在此基礎上對氣閥進行研究，提高氣閥的各個性能。技術人員發現，采用精、小的氣閥門片可以減少其速度，提高氣閥門的阻力過程，這在一定程度上可以提高能源氣體的運輸過程。

3.2 提高往復式壓縮機的彈性能力

研究發現，改變往復式壓縮機的彈簧片可以有效提高其彈性能力，從而增加氣閥的使用年限，大大減少往復式壓縮機的沖擊力。因為往復式壓縮機氣閥需要一定的彈性支持，所以提高往復式壓縮機的彈性能力，也是減少氣閥故障的一個有效措施。

3.3 改良氣閥工藝

通過技術研究發現，氣閥片出現故障的原因主要是因為其耐磨損性能較差。長時間的能源輸送，難免會出現磨損的狀況，從而使其使用壽命大大減小。經過長期的摸索，技術人員發現改良氣閥工藝可以提高氣閥片的耐磨力[2]。對氣閥進行精細的改良，減少其磨損和殘余應力，可以大大提高其使用壽命。同時，為了有效提升氣閥使用壽命，針對其改良上采取調小閥片開啟高度來降低其撞擊力量，還可以適當增加閥座通道數、達到減小往復式壓縮機閥片開啟高度，這樣就能確保其閥隙獲取較為理想流通面積。

3.4 往復式壓縮機閥片運動規律的校核

結合實踐來看，無論是何種類型往復式壓縮機，在工作狀態下其氣閥閥片均會呈現出一個規律性的開閉時間。所以，如果閥片開閉時間錯誤，則往復式壓縮機出現故障。為此，應準確計算所選用往復式壓縮機閥片的開閉時間并加以監測，如果在往復式壓縮機維護工作中發現其閥片開閉時間出現異常，就可以采取調整升程、彈簧剛度系數或安裝緩沖片等手段進行處理。

4 結束語

作為一種在石油及化工能源領域廣泛使用的關鍵機械設備，對往復式壓縮機的故障原因進行分析和深入研究非常必要。往復式壓縮機的氣閥故障原因非常復雜，為此要進行故障分析并提出相應的改進措施，以延長其正常運轉時間，最大限度降低經濟損失。只有保證往復式壓縮機長周期的正常運轉，才能確保源源不斷地為能源介質的正常輸送提供動力，讓企業創造更多的經濟效益。