对特种压缩机中曲轴箱隔离罩破裂原因的分析

黄青松　胡学骥

摘 要：特种压缩机在运行的过程中，通过对其运行情况进行监控，并恰当的进行分析，了解特种压缩机的实际状况。特种压缩机停机之后，气缸和管路中会具备高压气体，为了使二者达到平衡状态，应用了增加缓冲容器的方法，这样一来，隔离罩的压力就会降低，避免了破裂的发生。

关键词：特种压缩机；曲轴箱；隔离罩；破裂

引言

对于高端SF6气体回收应用，无论是国内还是国外，使用的设备多为瑞士Haug压缩机，对于此种压缩机，不会产生摩擦，使用中不需要进行维护，驱动方式为耦合，无论是处于运行状态还是处于停机状态，气体的总泄漏比较小，而且长期保持在一个数值上，对于SF6气体回收应用的要求，此种压缩机 非常好的满足。公司生产的以此压缩机为主要部件的回收设备高端产品，使用过程均为正常使用，4-5个月之后，隔离罩上出现了破裂的现象，为此，对其展开维修，维修时，分析了破裂发生的原因，同时，对维修措施进行了改进。

1 故障现象

1.1 气体回收流程

起初，SF6气体处于开关气室中，当启动回收功能之后，SF6气体开始向压缩机运动，运动的路线为过滤器、单向阀、减压器，经过这三个设备之后，最终进入到压缩机中，通过加压作用，将其中的水分和杂质过滤掉，储存在储液罐内。

1.2 压缩机结构

压缩机开始工作之后，外部磁块首先被驱动，随后，内部磁块开始接收动力，接收的方式为非接触式，在接收的过程中，会将动力传至主轴，使主轴转动起来，由此，活塞就会开始运动，范围是气缸内，运动形式是循环往复。对于气室内的隔离罩，为了保证气体泄漏值的统一性，实行静密封处理。

1.3 隔离罩破裂过程

隔离罩破裂是在停机状态下突然发生的，进而导致SF6气体发生泄漏，残存与系统当中，回收装置受其影响，工作无法继续进行。这个过程中，处于储液罐内的SF6气体压力为2.0-2.5MPa。

2 原因分析

当发现此故障之后，及时的与压缩机的生产厂家取得联系，对故障产生的原因进行充分的分析。

对于此压缩机，活塞在进行工作时，主要依靠主轴来带动，而主轴的驱动由耦合来实现。在对隔离罩进行密封时，为了保证气体泄漏值，采取了静密封的方式。当正常工作的状态下，压缩机的运行要处于良好的运行情况中，为了保证运行的状况，需要在启动的瞬间实现压力的相对平衡，这两个压力一个是各个气缸内的压力，另一个是进气口的压力，因此，在气缸与进气口中，会设置电磁阀MV1，且保持在常开的状态。

在压缩机运转时，应将电磁阀MV1关闭，并通过进气口向压缩机气缸内部注入六氟化硫气体，这样气体就能够通过一级、二级压缩后，在高温高压的环境当中仅散热管排除压缩机气缸。在压缩机停止运行时，将电磁阀MV1打开，这样就能够使压缩气缸内和散热管当中的六氟化硫气体的气压迅速进入进气口，使得压缩机内部的气压和进气口的气压能够保持在均衡状态下。

在正常运行时，一般在二级气缸内的六氟化硫气体所承受的压强最大，最高时能够达到5.0MPa。在压缩机停止运行的一瞬间，高压状态下的气体会通过电磁阀的调节作用迅速进入进气口，但因为进气口的通道本身直径较小，所能够容纳下的气体体积较小，因此在隔离罩的内部气压还是可以达到2MPa左右。同时由于压缩机的正常吸气气压是在小于0.5MPa范围内，这也就造成进气口压力过大，影响其使用寿命，同时由于隔离罩本身属于特种塑料制品，在长时间保持在1MPa压力以上时就容易发生破裂情况，对整个压缩机噪声损伤。

3 改进措施

3.1 解决方案

采用的解决方案主要是在压缩机内常用的电磁阀MV1和低压管通路之间加装一个缓冲设备，这一设备具有一定的气体容积，能够起到缓解气压的作用，同时还需要在缓冲设备上加装安全阀，安全阀的开启压力设定为0.85MPa。

在回收的过程中，压缩机上的电磁阀处于关闭状态，此时能够正常回收；待停机之后，高压气体就能够通过电磁阀和缓冲设备上的安全阀实现减压的目的，提高压缩机的使用寿命。

3.2 方案和优点

首先，安装缓冲设备后，压缩机内在停机瞬间所达到的平衡压强小于0.5MPa。

其次，缓冲设备上安装的为单向阀门，可以避免停机瞬间发生气体回流情况，导致回收不干净。

再次，缓冲设备上的安全阀能够在压缩机内的气体压强大于0.85MPa时同样开启，这样就能够进一步保证隔离罩的安全。

最后，缓冲设备是安装在减压器前方的，这样即能够保证气体平衡后的压强，同时也能够进气口出的气体压强。

3.3 缓冲容器容计算

在压缩机停机的一瞬间，其一级和二级压缩气缸内的气体就会进入缓冲设备当中，保证压缩机内气体平衡；而如果平衡后的气压处于隔离罩的承受范围，则会引发隔离罩不会破裂。

其根据质量守恒定律：

上述公式当中的？籽P1代表了运行过程中一级气缸内压力在P1时六氟化硫气体的密度；？籽P2代表了运行过程中二级气缸内压力在P2时六氟化硫气体的密度；？籽P3代表了运行过程中缓冲设备内压力在P3时六氟化硫气体的密度；？籽P4代表了在停机气体平衡状态下缓冲设备内压强在P4时六氟化硫气体的密度。V1代表一级气缸和散热管的容积；V2代表二级气缸和散热管的容积；V3代表缓冲设备容积。根据压缩机本身极限状态要求（P4？燮0.85MPa），并与六氟化硫气体的密度进行对比，得到缓冲设备的容积：

经过实际计算后得出缓冲设备容积应为6.4L。

4 结束语

通过对系统的修改，加装了缓冲设备，这样就能够在压缩机停止运行时保证其内部气压的稳定，并且保证其内部气压能够在隔离罩承受范围内，避免隔离罩发生破损。

参考文献

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