化工機械設備管理與維修保養技術探討

孫 穎

（中國石油錦州石化分公司，遼寧錦州 121001）

0 引言

機械設備在化工企業中已經有了廣泛使用，因為化工機械設備會直接接觸化工產品，或多或少的給化工機械設備造成腐蝕侵害，這增加了化工設備被腐蝕的概率，也更容易導致機械故障。企業應增加對化工設備的管理和維修保養重視程度，因為合理的維護工作可以讓企業的生產運營更加平穩。

1 化工機械設備故障的分析方法

1.1 直接觀察法

直接觀察法相對簡便，經常采用的方式有兩種：聽聲音，設備正常運行時發出的聲音與故障時出現的聲音存在差別，按照異常的聲音可以更快判斷設備的故障類別；肉眼觀察，一些設備的故障能夠通過肉眼看到，如原件出現裂紋等。但是，無論采用哪種方式，直接觀察法判斷故障的方法都較為粗糙，精確性較低，并且還有很大的局限性，因此需要更準確的判斷方式。

1.2 計算機智能診斷

憑借AI（Artificial Intelligence，人工智能）技術創建的神經網絡診斷系統，可以更加合理地分析辨別往復式活塞化工機械設備的故障，增強診斷的精準程度，有效減少故障排除時間。為此需要確切地判斷機械設備各種故障的形成因素，只有從多個環節整體分析，才能取得更加準確的答案。因此，除了對自診斷系統設置必要的參數外，還應排除人為操作因素造成的影響。

2 化工機械設備常規管理

2.1 潤滑管理

由于化工設備無法規避各種程度的磨損現象，因此需要時常的維護與保養。而在給設備的磨損現象采取了預防性的操作之后，就能盡量防止設備產生異常情況，進一步減少設備的故障風險，保證其順利運行。尤其是應該給設備采取潤滑操作，防止設備產生潤滑不合理或缺少潤滑以及油乳化之后給軸承造成的磨損，并且還有助于摩擦期間形成的火花而造成的安全風險。為了更好地確保管理質量，就需要合理采用潤滑劑，并保證機械設備的運行狀態始終安全平穩，工作人員應該了解機械設備的潤滑條件選用相應的潤滑劑。企業應該查看潤滑劑有無出現過期或變質現象，檢查工作應該按時進行。企業還應創建合理的編制，對有關技術資料進行整理，包括潤滑劑的應用周期與油箱儲量等，通過全面掌握潤滑劑的信息來成功完成各項工作。

2.2 防腐管理

在生產期間，機械設備不可避免地會接觸化工原料，而化工原料通常具有一定的腐蝕性，這會對設備產生一定腐蝕作用，所以必須采取相應的防腐措施。在設計過程中，設計人員應以設備的工作原理與特征為參考實施防腐設計，包括耐腐蝕材料的選用、設備構造的銜接等。例如，在制作換熱器時主要構成部分包括殼體、傳熱管束、管板、折流板與管箱等零部件，而換熱器重點涵蓋了固定管板式換熱器、浮頭式換熱器、填函式換熱器、列管式換熱器和U 形管式換熱器，因為這些列管式換熱器具有結構堅固、可靠性高、適應程度強與材料范圍廣等特征，所以在化工生產期間成為關鍵的結構應用形式。該設備的防腐蝕管理分析為：

（1）介質的成分和濃度：通常鹽酸的濃度越大腐蝕性就越高。不過碳鋼與不銹鋼在濃度約50%的硫酸中腐蝕最強烈，當濃度大于60%時腐蝕速度反而會下降。

（2）雜質：有害雜質包括氯離子、硫離子、氰離子、氨離子等，這些雜質會在特定條件下會造成嚴重腐蝕。

（3）溫度：腐蝕是一種化學反應，溫度每增加10 ℃腐蝕速度就會提高1～3 倍。

（4）pH 值：通常pH 值越小對金屬造成的腐蝕危害就越大。

在制作環節中，需要嚴格根據有關規定生產化工機械設備，以保證材料質量達標，并復查所設計的材料，保證其達到防腐標準，并能制作出防腐蝕能力較強的設備。另外，設備內部也需要采取相應的防腐處理，如在內壁涂上涂刷環氧防銹底漆二道避免其中的化學物質直接接觸等，進一步降低腐蝕出現的概率。

3 化工機械設備維修保養措施

3.1 往復式活塞壓縮機的故障及維修保養措施

往復式活塞壓縮機屬于容積式壓縮機種類，主要組成部分為氣缸、曲柄滑塊部位、氣閥、活塞等（圖1）。其中氣缸是壓縮機中不可缺少的部件，其功能非常關鍵，因此對氣缸的各種規定也較為嚴格。為確保氣缸具有更好的潤滑與耐磨性，通常要求其具有更光滑的表面，因為長時間的摩擦氣體會產生大量的熱，所以氣缸應該具有較好的導熱程度，使熱量快速散發。另外，氣缸的氣流通道面積應該更大，可以合理緩解氣壓，確保氣閥運行的安全、可靠程度。曲軸滑塊構造重點涵蓋了曲柄、連桿與滑塊，作為核心承力部件，其工作模式是把機組的圓周運動更改為曲柄的往復運動。

圖1 往復式活塞壓縮機結構

活塞式壓縮機對于排氣壓力高或低的故障排查，一般遵循“低往前找，高往后找”的原則，具體操作及解決方法見表1。

表1 活塞式壓縮機排氣壓力高/低故障的檢查及解決方法

3.2 離心式壓縮機故障及維修保養措施

3.2.1 離心式壓縮機喘振故障

離心式壓縮機是速度式壓縮機中最為典型的代表之一，具有很高的排氣效率且不受機油所影響，結構相對輕巧簡單（圖2）。正常工作狀況下，壓縮機一般平穩地運作并持續排放無脈動的壓縮機氣流，其發生喘振的現象往往與離心式壓縮機對壓力、溫度和氣流量的變化十分敏感有關，這對離心壓縮機運行有較大的影響和危害，此類故障如果不及時處理將會導致安全生產事故。

圖2 離心式壓縮機結構

3.2.2 需實現的控制功能

需實現的控制功能主要有：①實現壓縮機入口質量流量溫壓補償；②實現防喘振曲線圖實時監測；③實現可以遠程給定的PID 喘振控制；④實現防喘振閥快開慢關功能；⑤實現防喘振控制器設定點盤旋線控制功能，當前工作點向喘振線移動時觸發盤旋線控制功能及時動作防喘閥打開；⑥引入超馳控制理念，實現防喘振超馳控制，在PID 控制功能之外獨立設置比例調節功能快速打開防喘閥；⑦實現防喘振安全裕度自動調整功能；⑧可以選擇手動控制幫助設定、測試和故障排除；⑨實現溫度、壓力、流量變送器等測量元件的故障切換功能。

3.2.3 控制壓縮機喘振的新型方案

（1）通過利用回流改變離心式壓縮機的流量和轉速，合理控制和調整壓縮機的流量和轉速，從而有效利用回流控制來降低壓縮機的流量喘振現象，最終大幅降低壓縮機運行中的能源消耗。

（2）聯鎖電路的控制。這種聯鎖控制系統主要包括有控制時間繼電器和交流接觸器等控制元件。其設計和工作的原理主要是利用兩種控制元件之間相互作用和制約的關系，有效控制和保護電路，進而有效控制和預防空氣壓縮機喘振現象。

（3）預估控制。本預估控制方案的具體操作：在對離心式壓縮機內部的喘振現象實施預估控制前，提前開啟壓縮機旁路需要開啟的控制閥門，以有效保障離心式壓縮機安全穩定的正常運作。一般情況下，此類方法主要有追蹤壓縮機移動速率檢測點和工作點兩種。

4 結束語

化工生產具備一定的特殊性，這使得其機械設備的檢修工作具有較高的技術性與復雜性。所以，分析往復式活塞壓縮機與研究離心式壓縮機檢修工作的風險隱患來推動檢修工作質量具有較大的現實意義。只有在做好化工設備檢修工作的基礎上，才可以給企業創造更優秀、更可靠的運行環境，進一步合理有效地管控由設備故障而造成的生產施工進度受阻與維護成本風險，充分優化化工企業的經濟效益。