干气提浓压缩机故障分析及改进措施.pdf

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1、第23卷第1期广东石油化工学院学报V01．23No．12013年2月JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyFeb．2013干气提浓压缩机故障分析及改进措施曹晖，刘雁(广东石油化工学院机电学院，广东茂名525000)摘要：某干气提浓装置投产后，其压缩机一级气缸活塞杆下沉速度较快，开机三天后已达到了停机报警值，严重影响了装置的正常运行。为此拆开压缩机检查，发现了一级缸内粉尘较多、入口管道过滤器严重堵塞、活塞支承环磨损量大、活塞在气缸中下沉明显、活塞杆跳动值大等一系列问题。据此分析，故障原因主要是活塞支承环过薄，活塞的自

2、重使它向气缸下方偏移，同时活塞杆跟着下沉，引起活塞杆中心线与滑道中心线不重合，造成活塞杆跳动量变大。对此，采取了增加支承环厚度、改良支承环材料的配方，以增加其耐磨性等改进措施。改进后该压缩机平稳运行至今仍状况良好，在国内同类装置中创下了最长运行周期。关键词：往复压缩机；活塞支承环；支承环磨损中图分类号：1E964文献标识码：A文章编号：209c5—2562(2013)01—0046—04某炼厂的32oooNd／h干气提浓装置于2009年l2月正式开车投产。投产后，发现半成品气压缩机一级气缸活塞杆下沉速度比较快，并且填料位置磨出大量黑色粉末，开机后三天压缩机一、二级气缸的中体与曲轴箱

3、连接面开始有润滑油慢慢往外渗出，同时，可以看到这两个气缸的中体与曲轴箱连接处随着活塞的往复运动也有一张一合现象，已经达到了停机报警值。该压缩机第一个运行周期不足4天，严重影响了装置的正常运行，为此，需对其进行停机检查并对故障原因分析后，对压缩机加以改进，以延长该压缩机的使用寿命。1压缩机结构及性能参数简介该干气提浓装置往复式压缩机型号为：4M50—297／29一BX，输送介质为半成品气。该压缩机结构为4列对称平衡型，各列气缸水平布置并分布在曲轴两侧，气体分3级压缩，压缩机汽缸排列如图l所示。一、二级气缸活塞支承环结构型式为单片式，第三级气缸活塞支承环采用整圈开口式。活塞支承环材料均

4、为填充聚四氟乙烯塑料环，活塞材料为ZL401，气缸套为铸铁材料，参见文献[1]。图I压缩机汽缸排列示意图压缩机额定工况下主要性能参数如表l所示。表1压缩机主要性能参数性能参数单位一级二级三级性能参数单位一级二级三级吸气压力MPa(G)0．0080．3651．094排气温度℃1259697．5排气压力姬'a(G)0．3651．0942．9安全阀开启压力MPa(G)0．51．273．2吸气温度4o404o轴功率kW2234收稿日期：2012一ll一02；修回日期：2012—12—17作者简介：曹晖(1969一)，女，江苏金坛人，副教授，毕业于华东理工大学动力工程专业，主要从事教学工作。

5、48广东石油化工学院学报2013矩过标准值。2．2故障分析活塞在气缸中是靠支承环支撑的，从前面检修测量数据显示，活塞在气缸中明显上间隙比下间隙大，由于气缸椭圆度符合要求，所以这一现象应是活塞支撑环过薄造成。由于活塞的自重使它向气缸下方偏移，同时活塞杆跟着下沉，引起活塞杆中心线与滑道中心线不重合，造成活塞杆跳动量变大。施工安装时，安装单位为了达到活塞杆的跳动值要求，利用气缸支撑脚顶丝顶高气缸来调整活塞杆的跳动值，由于调整量太多，造成气缸倾斜，同时也引起气缸与十字头同轴度偏差。由于气缸倾斜，活塞在往复运动中的惯性力将会产生一个垂直于气缸中心线的分力，该分力使得活塞支承环与气缸表面的摩擦

6、力增加，从而造成原本厚度就偏薄的支承环过快磨损。【2综上所述，活塞支承环磨损较快的原因主要是：(1)该压缩机的原始安装不好，整个机组的气缸水平度及活塞杆的同轴度均超指标规定；(2)活塞支承环的厚度偏小，耐磨性能不好等多方面的原因导致了压缩机的支承环磨损较快，机组的运行周期较短；(3)工艺介质中含有大量的吸附剂粉尘，粉尘进入气缸后与缸内润滑油混合在一起，形成类似研磨膏的物质，从而加速了支承环的磨损。_2j3改进措施3．1支承环厚度核算由于生产工艺产生的粉尘一时难以避免，所以首先考虑在改进支承环的厚度上入手，来适应运行的工艺环境，以下是一级气缸支承环厚度的核算过程示意。L3(1)常温下

7、计算。冷态下活塞、气缸、支承环的相关尺寸见表4。由于活塞在气缸中是靠支承环支撑，所以支承环凸出活塞槽的高度即为活塞在气缸中的下间隙，活塞在气缸中的上间隙为直径间隙减去活塞在气缸中的下间隙。表4常温下尺寸参数表由表4数据可计算出活塞与气缸直径间隙：D—d=1140—1133．2=6．8mm；支承环凸出活塞槽高度：一h=15．8—14．2=1．6mm，即活塞在气缸中下间隙为1．6mm，则活塞在气缸中上间隙为：6．8—1．6=5．2nll／l。支承环在活塞中位置如图7所示。