往复式压缩机活塞沉降数据分析图解析

曾凡亮 由宏明 张 磊

（中国石油辽阳石化分公司 辽宁辽阳）

往复式压缩机活塞沉降数据的确定常用方法有：安装状态监测系统进行监测、拆卸气缸端盖进行检查。安装状态监测系统可连续在线指示活塞杆运动的最大幅度，确定活塞的沉降数据。但是状态监测系统的普及还需一个过程。拆卸气缸端盖检查活塞沉降数据，获取数据准确，但是此方法耗时费力需多工种配合。本文介绍了一种新的操作方法，采用百分表测量法检查活塞杆沉降数据，根据百分表数据与活塞沉降关系，绘制活塞沉降数据分析图。在检维修中采用本方法一次采集数据参照活塞沉降数据分析图，快捷准确的掌握活塞沉降数据。避免了气缸衬套的磨损。其优点为单工种操作、工作效率高、确认活塞沉降数据准确。

某厂一台往复式压缩机累计运行180 d，运行能力因达不到工艺要求，检查发现二段缸缸套严重磨损，活塞环槽、支撑环和活塞环磨损等问题。分析处理故障后，经采用百分表测量法检查活塞杆沉降数据，配合图表法确定活塞工作状态。通过日常维护检查准确了解活塞沉降数据，经过1年的运行维护实践，压缩机运行平稳运行能力满足工艺要求，避免了气缸磨损的问题。

一、气缸组件检查情况

（1）气阀较脏，气阀表面有颗粒物。

（2）活塞止点间隙及与气缸的径向间隙见表1。

表1 活塞止点间隙及与气缸的径向间隙

（3）往复压缩机的二段活塞发生磨损，磨损范围圆周方向约150 mm，轴向活塞全程300 mm，径向深0.85 mm。如图1所示。

（4）支撑环槽、活塞环槽检修测量数据见表2。

（5）往复压缩机的二段的活塞环与支撑环均发生磨损现象。

（6）往复压缩机的二段的活塞衬套磨损，磨损范围圆周方向约150 mm，轴向长530 mm，径向深0.8 mm。若伤痕深达1.5 mm、3～5 mm以上时，需进行镗缸修理。如图2所示。

二、故障原因分析及处理方法

1.冷却系统

气缸冷却水系统中的管路因为结垢严重，从而使冷却效果达不到工艺要求，使活塞与气缸工作温度升高。摩擦过热情况可引起两种后果，一是在较高的温度下使摩擦副加快磨损；二是热量不断积聚，直至烧毁摩擦表面，酿成重大事故。改善水质并疏通结垢管路，解决冷却系统问题。

图1 活塞磨损情况

表2 支撑及活塞环槽检修测量数据

2.气阀

气阀较脏有夹带介质颗粒现象，介质夹带颗粒就会有部分杂质嵌入支承环、活塞环表面。造成相关间隙变小，加速支承环、活塞环的不均匀磨损。严重降低支承环、活塞环的使用周期。引起缸套非正常磨损。加强介质过滤，避免夹带颗粒现象的发生。

图2 活塞衬套磨损

3.活塞沉降检测

活塞支撑环磨损的沉降量在不拆卸气缸端盖的情况下无法准确测量，造成运行状态无法控制。采用百分表法检查活塞杆下沉量，确定活塞沉降数据。解决日常维护无法确定活塞沉降数据的问题。

三、百分表法确定活塞沉降数据的操作方法

1.百分表安装方法。

如图3将两套百分表架固定在机体上，安装百分表两表距离200 mm，百分表表杆垂直于活塞杆外圆顶部。百分表预压缩调整在2～3 mm，测量之前轻轻抽动百分表杆3～4次，若每次均能恢复零位置时，说明百分表已安装牢固。

2.百分表数据采集过程

该往复压缩机活塞与支撑环的配合采用偏心设计，活塞与气缸的圆周方向安装位置改变，活塞与气缸的径向间隙随之改变。活塞与气缸下间隙调节范围在0.9～2.7 mm。采集百分表数据时，将活塞由曲轴侧后止点向气缸端盖方向盘车到前止点，记录百分表数据。活塞与气缸下间隙以每下降0.45 mm进行一次数据采集工作，共采集5次。见表3活塞沉降数据采集表。

图3 百分表安装示意图

3.百分表法确定活塞沉降数据的应用

以上数据反复测量确定有效后，根据百分表数据与活塞沉降关系，绘制活塞沉降数据分析图，见图4。在日常维护中不用拆卸气缸端盖，采用百分表法检查一次获得数据参照活塞沉降数据分析图，快捷准确的确认活塞沉降数据。如压缩机运行3个月进行维护，对于活塞沉降数据的检查，通过视窗采用本方法采集百分表数据，对照图4即可确定活塞沉降数据。百分表数据为0.106 mm，活塞与气缸下间隙查图可知为0.9 mm。

4.活塞杆下沉发生变化的原因

活塞杆与十字头的连接处松动、活塞杆的直线度改变及活塞支撑环磨损。

表3 活塞沉降数据采集表

图4 活塞沉降数据分析图

四、结语

对活塞与支撑环的安装配合采用偏心设计的往复压缩机。采用百分表测量法检查活塞杆沉降数据，根据百分表数据与活塞沉降关系，绘制活塞沉降数据分析图。采用此方法的机组经过1年的运行维护实践，维护中快捷准确的掌握活塞沉降数据。避免了气缸衬套的磨损事故。不同机组的数据关系或有不同，但均可参照此方法进行操作。