往復(fù)式壓縮機(jī)的故障分析及日常維護(hù)措施

李志強(qiáng) 許莎莎

摘? 要：往復(fù)式壓縮機(jī)的振動源頭多樣、機(jī)體本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備的運(yùn)行工作環(huán)境復(fù)雜（高溫、高壓、易燃、易腐蝕等）、各種聲信號來源多樣且難以穩(wěn)定捕捉，又使得往復(fù)式壓縮機(jī)的維護(hù)工作開展難度較大。如何運(yùn)用各種先進(jìn)的技術(shù)手段對往復(fù)式壓縮機(jī)設(shè)備機(jī)組的故障進(jìn)行維護(hù)，進(jìn)而保障壓縮機(jī)的安全運(yùn)行具有重要意義。

關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī);故障;維護(hù)

1 往復(fù)式壓縮機(jī)簡介

該往復(fù)式壓縮機(jī)是將二氧化碳送往尿素的核心設(shè)備，工藝介質(zhì)成分為CO2。該機(jī)采用4M形對稱平衡式的結(jié)構(gòu)形式，4列2 級壓縮，氣缸水冷、壓力循環(huán)潤滑、電機(jī)拖動，各列氣缸水平布置在曲軸兩側(cè)具備動平衡性好的特點(diǎn)。

2 往復(fù)式壓縮機(jī)的常見故障分析

2.1 振動信號及參數(shù)數(shù)值變化判斷故障

氣閥故障是往復(fù)式壓縮機(jī)的常見故障，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)發(fā)展氣閥故障，往復(fù)式壓縮機(jī)的振動信號和參數(shù)數(shù)值都會發(fā)生變化，故此，可以根據(jù)往復(fù)式壓縮機(jī)的振動情況及參數(shù)數(shù)值變化，來判斷氣閥是否出現(xiàn)故障。一旦往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥出現(xiàn)故障，會導(dǎo)致氣閥無法發(fā)揮作用，導(dǎo)致氣體通過量、閥門壓力出現(xiàn)數(shù)值變化，故此可以以此判斷閥門是否發(fā)生故障。對于安裝數(shù)值監(jiān)控設(shè)備和傳感器的往復(fù)式壓縮機(jī)，可以通過信息系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)來判斷氣閥是否出現(xiàn)故障，一旦排氣溫度、吸氣溫度、振動信號、壓氣機(jī)的油壓等參數(shù)出現(xiàn)變化，系統(tǒng)會對根據(jù)數(shù)值變化情況，對工作人員進(jìn)行不同等級的警告反饋，需要工作人員根據(jù)警報(bào)等級進(jìn)行針對性處理，最大程度上將故障發(fā)生率降低到最小。通過信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)反饋，出現(xiàn)故障可以快速找到故障部位，從而及時(shí)處理。如停機(jī)、放空、拆卸氣閥后，可以對氣閥進(jìn)行拆解，檢查內(nèi)部閥片和阻尼片是否有裂痕或斷裂，檢查內(nèi)部彈簧是否斷裂。

2.2 部件檢查及潤滑檢查判斷故障

冷卻水故障也是往復(fù)式壓縮機(jī)的常見故障，是僅次于氣閥故障發(fā)生率的故障部件，一旦發(fā)生冷卻水故障會導(dǎo)致后續(xù)出現(xiàn)一些列的故障問題，造成嚴(yán)重的工程故障，故此對冷卻水故障的判斷及維護(hù)尤為重要。一旦發(fā)生冷卻水故障，最為直觀的是氣缸溫度迅速上升，這一點(diǎn)可以通過信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)監(jiān)控得到很好的反饋。往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)冷卻水故障，還可以在定期維護(hù)檢查中，根據(jù)潤滑油的數(shù)值變化及部件檢查判斷冷卻水是否存在問題。在定期維護(hù)保養(yǎng)中出數(shù)據(jù)參數(shù)的變化及十字頭滑到等部件的檢查中，及時(shí)發(fā)現(xiàn)冷卻水問題，進(jìn)而及時(shí)維修更換，可以避免冷卻水故障導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)重大故障問題。

2.3 清潔情況及事前設(shè)計(jì)判斷故障

在經(jīng)過以上兩點(diǎn)的故障判斷外，注意機(jī)器的清潔情況檢查也是維護(hù)保養(yǎng)的重點(diǎn)所在，維護(hù)機(jī)器的清潔是降低活塞環(huán)故障發(fā)生率的工作重點(diǎn)。結(jié)合活塞環(huán)故障的實(shí)際案例來看，活塞環(huán)故障還可能是由于開口間隙過小，若開口間隙過小工作時(shí)易出現(xiàn)受熱膨脹情況，從而導(dǎo)致開口完全閉合，最終導(dǎo)致活塞環(huán)斷裂。在清潔檢查過程中，若發(fā)展通道的清潔不達(dá)標(biāo)需要立即展開數(shù)據(jù)參數(shù)檢查及振動檢查，避免由于清潔問題導(dǎo)致往復(fù)式壓縮機(jī)出現(xiàn)故障?；钊h(huán)障礙是往復(fù)式壓縮機(jī)的常見故障，一旦活塞環(huán)損壞會導(dǎo)致氣缸漏氣、漏水、溫度升高、填料異常等問題，故此保障活塞環(huán)正常是非常重要的，在活塞環(huán)的故障判斷上，可以根據(jù)清潔檢查及事前設(shè)計(jì)進(jìn)行判斷。

3往復(fù)式壓縮機(jī)的故障診斷

3.1小波分析法。小波分析法在故障診斷中具有信號分離提取效果好、故障特征提取方便、操作簡單易上手的優(yōu)點(diǎn)。唯一需要注意的是在故障特征提取時(shí)，需要結(jié)合壓縮機(jī)的機(jī)體機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)理來綜合判斷，這一點(diǎn)對維修技師的經(jīng)驗(yàn)有較高的要求。該方法對動力性能故障導(dǎo)致的不正常聲響、不正常振動故障具有較好的診斷效果。

3.2專家診斷系統(tǒng)。專家診斷系統(tǒng)具有操作靈活、診斷速度快的特點(diǎn)。尤其是針對復(fù)雜設(shè)備多種故障同時(shí)出現(xiàn)時(shí)，高度智能化的AI人機(jī)聯(lián)合技術(shù)可以充分發(fā)揮系統(tǒng)強(qiáng)大的知識庫優(yōu)勢，模擬專家的人腦分析，給出最優(yōu)的故障診斷方案。但該系統(tǒng)最大的問題在于實(shí)時(shí)性不夠高，對于特征向量和壓縮機(jī)的實(shí)時(shí)參數(shù)需要連續(xù)進(jìn)行提取和更新。該診斷方法對熱力性能故障以及動力性能故障導(dǎo)致的溫度過高具有較好的診斷效果。該方法在應(yīng)用中應(yīng)注意盡可能多地采集故障設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)。

3.3聲發(fā)射技術(shù)。聲發(fā)射技術(shù)優(yōu)勢明顯，其檢測工作效率高，監(jiān)測范圍廣，不受有毒、有害、高溫、高壓等極端場合限制，不受監(jiān)測對象材質(zhì)的限制（只要能發(fā)射聲音信號均可實(shí)施監(jiān)測），并且可以提供實(shí)時(shí)動態(tài)監(jiān)測，提供連續(xù)的監(jiān)測信息。但聲發(fā)射技術(shù)的劣勢也較為明顯，其僅限于壓縮機(jī)在工作狀態(tài)下才能進(jìn)行監(jiān)測（不工作不發(fā)聲），監(jiān)測工作受環(huán)境噪音的影響嚴(yán)重等。該診斷方法對于動力性能故障導(dǎo)致的不正常聲響、振動等都具有較好的診斷效果，在應(yīng)用中應(yīng)注意降低儀器設(shè)備外界噪音的干擾。

4往復(fù)式壓縮機(jī)維修與保養(yǎng)策略分析

4.1加強(qiáng)往復(fù)式壓縮機(jī)維修保養(yǎng)的力度。相關(guān)企業(yè)在生產(chǎn)運(yùn)行工作中，應(yīng)結(jié)合本企業(yè)實(shí)際的生產(chǎn)作業(yè)需要，加強(qiáng)對往復(fù)式壓縮機(jī)維修保養(yǎng)的力度。在具體操作中，首先，應(yīng)明確該往復(fù)式壓縮機(jī)內(nèi)不同零部件的差異性特點(diǎn)，做好針對性的保養(yǎng)工作，并借助人工操作模式，或者是利用現(xiàn)代信息技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能發(fā)生的故障問題并及時(shí)予以排除;其次，相關(guān)企業(yè)應(yīng)加大對往復(fù)式壓縮機(jī)日常運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，采取有效的診斷方法，提前對該設(shè)備可能出現(xiàn)的故障問題及發(fā)生原因進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)判，從而準(zhǔn)確找到故障發(fā)生點(diǎn)并及時(shí)予以排除，這樣不但能有效降低企業(yè)財(cái)力和物力的消耗，還能提高生產(chǎn)作業(yè)的效率;最后，相關(guān)企業(yè)還應(yīng)加強(qiáng)對儀器設(shè)備的安全管理工作，積極引入專業(yè)的設(shè)備檢驗(yàn)維修和保養(yǎng)技術(shù)人才，并加強(qiáng)日常的定期巡查和維修保養(yǎng)工作，避免因保養(yǎng)工作不到位以及維修不及時(shí)造成設(shè)備事故、故障等情況的發(fā)生，此外，還要進(jìn)一步優(yōu)化管理實(shí)施的效果，真正做到物盡其用、人盡其責(zé)，從而確保往復(fù)式壓縮機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4.2改良往復(fù)式壓縮機(jī)的氣閥工藝。往復(fù)式壓縮機(jī)在長時(shí)間運(yùn)行過程中，其氣閥片往往因?yàn)樽陨淼哪湍バ阅懿蛔愣霈F(xiàn)磨損的狀況，進(jìn)而發(fā)生故障問題，并影響到設(shè)備的使用壽命。因此，相關(guān)企業(yè)還應(yīng)改良設(shè)備的氣閥工藝，以有效提升設(shè)備氣閥片的耐磨性能，降低其殘余應(yīng)力，從而提升往復(fù)式壓縮機(jī)的使用壽命。在實(shí)際操作中，對氣閥進(jìn)行精細(xì)化改良，可以采取調(diào)小閥片開啟高度的方式來降低其撞擊的力量，此外，還可以采用增加閥座通道的數(shù)量來達(dá)到減小設(shè)備開啟的高度，這樣一來，就能確保閥隙能獲得較為理想的流通面積。

4.3 加強(qiáng)對往復(fù)式壓縮機(jī)閥片運(yùn)動規(guī)律的校核。在往復(fù)式壓縮機(jī)運(yùn)行期間，理想工作狀態(tài)下，設(shè)備的氣閥閥片往往會呈現(xiàn)出規(guī)律性的開閉時(shí)間。因此，如果設(shè)備的閥片在開閉時(shí)間方面出現(xiàn)變動，就會導(dǎo)致其出現(xiàn)運(yùn)行故障。因此，相關(guān)企業(yè)還應(yīng)該準(zhǔn)確進(jìn)行閥片開閉時(shí)間的計(jì)算，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)閥片開閉的時(shí)間出現(xiàn)異常的變動時(shí)，就可以采取有效措施，對其閥片運(yùn)動規(guī)律進(jìn)行校核，從而保證其運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4.4 加強(qiáng)備品備件管控

備件管理是一項(xiàng)繁瑣的工作，對往復(fù)式壓縮機(jī)備件進(jìn)行規(guī)范、科學(xué)的管理，對于減少庫存，盤活資金，具有積極的作用。為杜絕機(jī)組因備件不備問題造成的停車現(xiàn)象，應(yīng)做好以下幾方面工作：

（1）建立備品備件動態(tài)數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫要包括備品備件入庫記錄、使用消耗記錄、壓縮機(jī)備件最小儲備量臺賬、專用件臺賬、通用件臺賬，并每月做一次動態(tài)統(tǒng)計(jì)。

（2）加強(qiáng)備件計(jì)劃的審核。主要審核備件的參數(shù)與數(shù)量。參數(shù)要求詳盡準(zhǔn)確，對于備件產(chǎn)品銘牌或說明書上不詳細(xì)但現(xiàn)場安裝使用過程中卻具有嚴(yán)格要求的參數(shù)，要現(xiàn)場測繪并配實(shí)物圖片等形式上報(bào)計(jì)劃。所報(bào)備件數(shù)量主要根據(jù)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)得出各備件的壽命周期，綜合考慮設(shè)備的運(yùn)行狀況和備件的消耗情況而決策。

（3）加大對供貨商的監(jiān)督。為確保備件準(zhǔn)時(shí)、按計(jì)劃入庫，備件到貨后采購部門、主體單位、管理部門技術(shù)員應(yīng)共同驗(yàn)收，嚴(yán)格把關(guān)。對備件的規(guī)格型號、產(chǎn)品質(zhì)量、現(xiàn)場安裝情況、軟件資料等逐一核對，如發(fā)生與計(jì)劃不符或不能在現(xiàn)場安裝使用，則拒不辦理入庫手續(xù)，并通知采購部門進(jìn)行退換貨。

5結(jié)語

往復(fù)式壓縮機(jī)在化工生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，一旦出現(xiàn)故障問題，將會對化工生產(chǎn)帶來不良的影響，為此，相關(guān)維修人員嚴(yán)格按照故障分析與維修相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，加強(qiáng)對該裝置的科學(xué)維修，避免因該裝置出現(xiàn)故障而影響化工生產(chǎn)效率和效果，從而造成不可估量的經(jīng)濟(jì)損失。

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