往复式压缩机气阀故障的原因分析及解决

王向东

（大庆石化公司工程造价部，黑龙江大庆 163000）

0 引言

往复式压缩机是目前我国石油化工等能源加工企业中使用最广泛的一种机械设备，具有高效率、高性能、高度可靠等优点，能有效解决能源的泄漏问题。往复式压缩机监测系统可以在一定程度上监控机身运行的故障，并预防或减少流通介质的泄漏情况。在故障原因分析过程中发现，往复式压缩机故障的大部分原因出现在气阀。因此，化工装置生产操作及运行维护人员必须熟悉和了解往复式压缩机出现气阀故障的具体原因，进而及时找到故障的原因并修复，保障装置的正常运转。

1 往复式压缩机的主要工作过程

往复式压缩机的作用主要是提供动力、负责运输介质能源，提高能源介质的运输能力。通过能源气体的运送和输出，可以有效提高往复式压缩机的容量，并且提高它的抗压的能力[1]。往复式压缩机是众多类型压缩机中的一种，因为其独特的性能而在各种能源产业得到广泛应用。

2 往复式压缩机发生气阀故障的原因分析

可以根据往复式压缩机的主要工作过程或故障的主要原因进行深入探究，从而提出有效的改善措施，最大限度减少故障次数。

2.1 主要故障现象

往复式压缩机的气阀故障原因非常复杂，任何一个小小的故障都有可能造成整个压缩机停止运转、中断能源输送。气阀是往复式压缩机的主要易损件之一，也是其运行过程中最为关键的一个机械部件，相关技术人员必须对气阀进行密切监控。统计发现，气阀故障是往复式压缩机故障的最主要现象。因此，相关技术人员必须对往复式压缩机气阀进行深入研究，熟知其具体结构和原理。

气阀主要由阀座、升程限制器、弹簧、阀片以及将它们组合为一体的螺栓和螺母等（图1）。在压缩机运转过程中，活塞每上、下往复运运一次，吸气阀和排气阀的就各自启闭一次，往复式压缩机就完成吸气、压缩和排气等工作过程。

气阀质量及工作性能的优劣，直接影响着往复式压缩机的输气量、功率损耗、运转可靠性。气阀损坏的主要形式有气阀零件的机械性损坏、腐蚀、磨损等，其中最容易损坏的结构部件是弹簧与阀片。一旦气阀发生故障，往复式压缩机就要倒车、做停车处理，进行故障检查和修复，严重影响化工生产装置的运行。

图1 气阀结构

2.2 输送能源超过正常值影响气阀运转

无论使用任何输送能源的设备，只要超过运输的正常值就有可能造成往复式压缩机无法正常运行。当超过正常值的时候，将会影响往复式压缩机气阀，严重的可能会使气阀出现结霜或堵塞，最后导致往复式压缩机出现膨胀而炸裂。因为，往复式压缩机的输送工作需要匀速运行，否则不符合输送标准。

2.3 气阀损坏

气阀发生故障或损坏，其原因非常复杂。专业技术人员稍有不注意，就有可能引起往复式压缩机出现故障。通过对气阀故障、损坏原因的分析可以发现，往复式压缩机长期、不间断地工作，导致气阀出现严重的损坏，这将大大降低其使用年限。因此，专业技术人员还要经常对往复式压缩机进行定期检查维修、保养与修复，尽量减少气阀的损坏。

2.4 气体泄漏

气阀发生故障后会经常出现气体泄漏现象，而气阀故障的原因主要是漏气，密封性不够就会造成气阀出现严重的漏气，而气体泄漏的原因又非常多。这就需要相关技术人员深入探究、分析，找出具体的原因，如气阀门管道的磨损破坏、气阀门的变形阻碍等。

3 采取有效的措施进行改善

针对往复式压缩机出现的气阀故障现象，专业技术人员可结合实际生产运行情况对常见的故障原因进行分析、总结和归类，制定出符合标准规范和可以解决往故障的相关有效措施。专业技术人员可以通过科学技术更新发展，再与气阀相关厂家的技术部门进行沟通协调，有针对性地采取解决措施对气阀进行技术结构改造，或采用新型、复合金属材料等，提高气阀的耐用性，延长其使用寿命。采取有效的措施进行改善，可以在很大程度上保障往复式压缩机的正常运转。

3.1 研究和改善气阀的基本构造

为了提高往复式压缩机的使用年限，专业技术人员必须熟悉每一个往复式压缩机气阀的基本构造。科研团队还要在此基础上对气阀进行研究，提高气阀的各个性能。技术人员发现，采用精、小的气阀门片可以减少其速度，提高气阀门的阻力过程，这在一定程度上可以提高能源气体的运输过程。

3.2 提高往复式压缩机的弹性能力

研究发现，改变往复式压缩机的弹簧片可以有效提高其弹性能力，从而增加气阀的使用年限，大大减少往复式压缩机的冲击力。因为往复式压缩机气阀需要一定的弹性支持，所以提高往复式压缩机的弹性能力，也是减少气阀故障的一个有效措施。

3.3 改良气阀工艺

通过技术研究发现，气阀片出现故障的原因主要是因为其耐磨损性能较差。长时间的能源输送，难免会出现磨损的状况，从而使其使用寿命大大减小。经过长期的摸索，技术人员发现改良气阀工艺可以提高气阀片的耐磨力[2]。对气阀进行精细的改良，减少其磨损和残余应力，可以大大提高其使用寿命。同时，为了有效提升气阀使用寿命，针对其改良上采取调小阀片开启高度来降低其撞击力量，还可以适当增加阀座通道数、达到减小往复式压缩机阀片开启高度，这样就能确保其阀隙获取较为理想流通面积。

3.4 往复式压缩机阀片运动规律的校核

结合实践来看，无论是何种类型往复式压缩机，在工作状态下其气阀阀片均会呈现出一个规律性的开闭时间。所以，如果阀片开闭时间错误，则往复式压缩机出现故障。为此，应准确计算所选用往复式压缩机阀片的开闭时间并加以监测，如果在往复式压缩机维护工作中发现其阀片开闭时间出现异常，就可以采取调整升程、弹簧刚度系数或安装缓冲片等手段进行处理。

4 结束语

作为一种在石油及化工能源领域广泛使用的关键机械设备，对往复式压缩机的故障原因进行分析和深入研究非常必要。往复式压缩机的气阀故障原因非常复杂，为此要进行故障分析并提出相应的改进措施，以延长其正常运转时间，最大限度降低经济损失。只有保证往复式压缩机长周期的正常运转，才能确保源源不断地为能源介质的正常输送提供动力，让企业创造更多的经济效益。