焦炉煤气压缩机存在的问题与改进

摘 要：随着社会经济的逐步发展，焦炉煤气压缩机现已成为了多数部门中需要用到的重要机械。其能够压缩气体，增大气体压力，因而广泛运用在石油化工、冶炼等多个工业领域中。本文重点分析了焦炉煤气压缩机存在的主要问题，并针对这一系列问题提出了相应的解决办法，以期改进焦炉煤气压缩机的功能和质量。

关键词：焦炉煤气压缩机；存在问题；改进方法

焦炉煤气压缩机是用于给气体增压与输送气体的机械，能够把原动机的动力能转化成为气体压力能，其具有较多的种类，且运用范围广阔，被人称为通用机械。我国是煤炭大国，但传统的运用方法会造成煤炭能源的大量浪费。这不仅不利于可持续发展，还会引起一定程度上的环境破坏。因此，必须要积极改进焦炉煤气压缩机存在的问题，提升焦炉煤气压缩机的工作效率。

一、焦炉煤气压缩机存在的主要问题

某公司在设备初步设计和选型的过程中，对于焦炉煤气压缩机的二级气缸配置了八阀口往复式气缸。工艺规定的是在气缸的2级和3级之间添加一个平衡腔装置，使活塞受到的阻力得以减少。这样一来就要把2级气缸一侧4个阀口中的3个封闭起来，只留下一个阀口，将其作为平衡腔的出气孔。在设备装置并调试时，工作人员发现，因为封闭气阀的2个阀口具有较高的公差精度需求，因此设备在运作时产生了煤气泄漏的问题，使得煤气压缩机单机排气量只有1400立方米每小时，2级排气压力为0.6Mpa。这样一来就对焦炉煤气制氢系统的流量和压力产生了较大影响，导致CO浓度超标。据工作人员分析，焦炉煤气压缩机存有下列问题。

（一）内部泄露导致高温气体回流，影响1、2级吸气功能

压缩机2级气缸封闭假阀如果产生了内部泄漏情况，就会使得1级气缸进口部位压力上升，且气体温度产生变化，生成许多冷凝水。这样一来1级气缸的吸气阀阀片就会遭到损坏，并且也会对2级气缸吸气阀的功能造成影响。高温气体回流过程中，也会生出冷凝水，因此每个班次都要逐步增加排污次数，对设备进行检查。

（二）封闭阀口内部密封由于加工问题而难以压紧

在封闭的假阀中，以及外口装配部位，对于公差的精度都有很高需求。设计时，外部阀口选用了O形胶圈密封的方法，而假阀里面的阀口密封部位则运用了厚度为2mm的铝垫。如果使用了比较粗的胶圈，那么内部阀口压紧度达不到标准，就可能产生阀口内部煤气泄漏的问题。而如果胶圈过细，那么阀口内部密封就容易被压紧，而外部阀口的密封性却不够良好，导致高压煤气大量外泄。这样一来，焦炉煤气压缩机的单机排气量就会降低到1350m3/h，难以符合设计标准。这对于PSA制氢系统而言，也会产生较大影响。

（三）封闭阀口外的密封模式难以适应工艺需求

焦炉煤气压缩机封闭阀口的外部密封模式选用了O形胶圈封闭的形式。在其运作过程当中，机械温度会逐渐上升，胶圈也会随之产生形变、脆化等现象。此外，焦炉煤气压缩机在运作过程中会产生较大幅度的震动，脆化或变形后的胶圈可能会脱落，从而使得高压焦炉煤气大量泄漏出来。如此一来，区域中的CO含量就会严重超出安全标准，造成十分危险的局面，给生产和操作过程埋下很大的安全隐患。

二、焦炉煤气压缩机相关问题的改进方法和效果

（一）改进方法分析

針对上文所提到了密封形式、热效应等，需要通过合理的技术手段进行解决和优化。首先，在进行设备的调试安装时，通过对工作阀进行拆体分析，同厂家的技术人员进行了交流，针对二级气缸封闭假阀的相关问题进行了研究，决定对其进行改造，使用钢板进行内口假阀阀体的制造，同时实现封闭。而对于外密封，则使用2mm的铝垫进行密封处理，以此实现高压煤气泄露的问题。下图所示就是初步的改造方案示意图。

其次，通过上述环节的改进，在实际使用过程中，由于假阀的内口阀体材料是钢板，其具有热变形的特点，在受热后会产生一定的形变，从而造成煤气内漏的问题。而外口密封采用了铝垫，需要避免其外漏现象，最大程度保证生产安全，因此需要对其作出二次改进。下图所示则为二次改进防方案。

在二次改造方案中，使用了工作阀比例的铸铁制作假阀阀体，该阀体不具备气道，能够有效消除热因素导致的内漏问题。另外，将假阀和制动器连接起来，能够弱化受力集中造成的内口压实不仅的问题。

（二）改造效果

通过上述方案进行改造，焦炉煤气压缩机在生产中表现良好。经过长达6个月的运行，气阀没有出现外漏显现，使得煤气压缩机的排气量显著提高，单排水平达到了1650m3/h，完全符合生产需求。不仅如此，内漏问题也得到了有效的环节，没有再出现气体回流的情况，在气缸维修养护上的投入大大减少。如此不仅节省了对设备的检修费用和时间，更提高了生产效率和水平。

（三）经济效益

就上述改造方案所能够取得的实际经济效益进行分析，主要表现在三个方面。第一，单机排气量显著增加，比改进前增加了300m3/h。依据氢气回收率进行计算，可以得出每个小时可以实现100m3氢气的回收，将时间单位换作年的话，则全年可以实现超过80万立方米的氢气回收，进而实现接近250万元的经济利益。第二，内漏现象被明显消除，二级、三级工作阀的寿命显著提升，检修工作也从每周一次变更为40天一次。从而每年累积下来所节省的费用也超过了5000元。第三，根据实际生产中的表现，超过6个月的时间没有出现任何问题，确保生产安全，提高了机械设备的使用效率。

三、结语

在实际的生产中，焦炉煤气压缩机表现出了一些问题，其主要集中在口外密封、口内密封、高温变形等几个方面。这对这些问题，需要对设备进行一定的改造，具体的改造方案在文中已经详细表述。通过对设备的改进，不仅可以有效解决泄露问题，更实现了资源的节省和成本的节约，大大提高了生产的效率和水平。

参考文献：

[1]杨瑞君.焦炉煤气压缩机存在问题与改进措施[J].冶金动力，2014，07：21-22+24.

[2] 蒋军军.焦炉煤气配水煤气生产甲醇工艺探讨[J].煤化工，2011，02：24-28.

作者简介：

董博（1988-），男，汉族，吉林省吉林市人，本科毕业于天津大学，助理工程师职称，从事工作：化工工程设计。