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  • 壓縮機氣閥故障的原因和分類概述

    發布時間:2021-11-25    字號:    
    壓縮機氣閥故障的原因和分類概述
     
    一般情況下,造成壓縮機氣閥故障的原因通??煞譃橐韵聨讉€方面:
     
    外部因素,如運行工況的改變;介質組份的改變;介質含腐蝕性成分;介質含顆粒粉塵;積碳、結垢等;液體殘留夾帶;潤滑油量不當(過多或過少);系統發生壓力波動;系統產生共振;系統冷卻器、氣液分離器工作不良;系統過濾器失效;系統安A全閥、回流調節閥、截止閥等閥門故障;系統活塞環、填料、刮油環失效;氣閥安裝有問題;主機日常保養維護不當;主機操作失誤;其它環境性因素。
    壓縮機氣閥
    內部因素,如設計缺陷;材料缺陷;制造缺陷。其它因素,如壓縮機的頻繁開停;經常冷車起動,但事先不清洗氣閥,不放空缸內積油、積液等。
     
    分析過程,內部因素,機組自2012年8月投產以來,氣閥運行一直較為穩定,所以先排除氣閥設計和制造批次等因素;其它因素,經現場了解,可排除。
     
    外部因素,在排除安裝、操作等其它因素后,確定本次故障主要原因集中在介質組份改變(設計值與實際值) 和注油量不當方面:壓縮機氣閥介質組份,壓縮機介質氫氣是由制氫裝置生產的純度較高的氫,混合一部分重整裝置產生的重整氫而組成,實際氫含量在某個范圍內變。從故障前后壓縮機介質組份的分析結果可知,介質氫含量在92.456%~98.477%之間變化。按照現場工藝的要求,氫含量低標準為92%。
     
    比照氣閥原始設計參數及實際運行參數,壓縮機實際運行參數接近原始設計參數,變化明顯的是介質氣體的摩爾分子量,設計介質組份為:H2:98.92%、CH4:1.039%、C 6H14:0.041%,摩爾分子量為2.19 g/Mol,而2014年8月12日的介質組份,摩爾分子量5.55 g/mol,變化超過一倍。
     
    分別用氫含量98.48%、95.36%、92.46%的介質組份校核各級氣閥主要的設計參數,二級蓋側排氣閥片撞擊速度分別為大允許撞擊速度的92.7%、93.5%、95.4%,閥片關閉時的撞擊速度,隨摩爾分子量的增加而逐漸增大。同時,關閉彈簧力則隨摩爾分子量增加而變得越來越弱;更嚴重的是:當介質氣體中H2含量從98.48%向92.46%變化時,二級蓋側排氣閥模擬運行時的關閉角越來越大,并有二次關閉的情況,二次關閉的關閉角均超過180毅,氣閥實際延遲關閉。
     
    注油情況,該機每個氣缸均有上、下2個注油點,各點注油量10~15滴/min左右,每個氣缸注油量大致在25~30滴/min。
     
    拆機后發現,排氣閥的閥壓蓋內積有較多的潤滑油,同時,損壞的閥片表面覆蓋有油垢,斷裂處油垢有粘性。
     
    我們知道,閥片運動時通常不會平行地沖撞閥座,而是其一端一次撞擊閥座后,閥片要旋轉某個角度由另一端二次撞擊閥座。閥片的傾側運動是由往復壓縮機的脈動氣流導致的,因此一般情況下閥片外圈的撞擊速度總是撞擊次數總是多的,也是容易提前損壞的。
     
    一般來說,有油潤滑的往復壓縮機,壓縮機氣閥閥片與閥座(閥蓋) 之間的油膜具有使閥片吸附在閥座(閥蓋) 的趨勢,并使氣閥打開(關閉) 時間較無油潤滑大為延遲。如果潤滑過度,則較多的潤滑油會使得閥片粘結在閥座或閥蓋上,不能在設計的節點開啟或者關閉,而是要延遲到在后續氣流的強大沖擊下才得以開閉,其運動速度會超過閥片許用速度的很多倍,使得閥片提前斷裂,此類情況在設計時很難計算閥片運動軌跡和速度,只能通過結構上的調整來改進。

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