往复式活塞氮氢气压缩机故障及排除探讨

王旌宇

（中国石油锦西石化公司，辽宁 葫芦岛 125001）

一般来讲，往复式活塞氮氢气压缩机在日常生活中被简称为往复机、活塞式压缩机。作为一种被广泛使用的设备，它可以有效提高机械设备以及气体的压力，同时具有压缩比大、结构设施简单等优点。往复机可有效使原动机的动能向气体压力能方面转变。随着科学技术的日益更新及发展，压力能逐渐被社会各行各业广泛利用。往复机成为社会经济稳步增长中不可缺少的关键性机械设备。而在往复机进行工作的过程中，难免会因各种原因出现故障。而故障的发生会对往复机的运行造成相当大的影响。

本文针对往复式活塞氮氢气压缩机可能出现的故障及故障出现后可采取的具体补救措施展开论述，希望能对往复机故障检修及运行维护方面起到帮助。

1 往复式活塞氮氢气压缩机运行中容易发生的故障

1.1 往复机的曲轴箱发出异响

一旦有往复机的曲轴箱发出异响现象的发生，相关工作人员一定要对其进行系统化的，严密的探究与分析。针对此类问题的发生，笔者制定了一系列的方法，用于排除问题发生的原因。往复机的曲轴箱发生异响后，首先就要对其内部的十字头销以及十字头销盖进行检查，若有十字头看窗，可直接通过看窗观察十字头是否松动，若其松动，对十字头销以及十字头销盖进行固定，就可使往复机曲轴箱发出异响的问题作出直接判断并解决。若不是由于这个原因，那么就需停机对往复机的主轴瓦以及十字瓦头进行检查，查看其是否存在机体破损等情况，若出现破损情况，工作人员要根据具体的破损状况对其进行更换或检修。若以上两种都不是导致往复机的曲轴箱发出异响的原因，那么接下来，工作人员要对往复机的油压及往复机的油温进行测量，判断是否因往复机的油温及油压问题而引发的往复机曲轴箱发生异响，同时检查曲轴箱上部呼吸阀是否有堵塞，若是因为该原因而造成异响的发出，则对其进行检修。

1.2 往复机无法启动

导致往复机无法正常启动的原因，解决这些原因的具体措施有：首先需查看机组操作画面中，启机条件是否全部满足（油压、转换开关、盘车器脱开等），需满足全部启机条件并进行复位与人工确认后才可启动压缩机，现阶段多数压缩机启机联锁中带有电机吹扫完成启动条件，该步骤所需时间较长，若需要紧急启动压缩机，则应提前对该联锁进行操作。若满足条件后无法启机，则应检查往复机驱动设备是否存在问题，现阶段多数往复机无法启机以电气问题出现最多；最后存在联锁信号未传出的情况，即压缩机驱动设备未收到允许启机的联锁指令或是未收到启机信号，该问题需要仪表与电气共同进行排查。

1.3 往复机的油封泄漏

随着各大企业无泄漏装置的逐渐建设，对于现场润滑油泄漏管控也越来越严，往复机出现油封问题的原因主要有以下几个方面：其一，在往复机油封的安装时，没有将油封位置安装正确，导致刮回的润滑油无法顺回油孔进行回收。其二，往复机的排油孔因灰尘杂质或细小颗粒等问题造成排油孔不通畅导致油封漏失，第二点为现阶段压缩机运行一段时间后较多发生的问题。

1.4 往复机油压波动

往复式压缩机油压波动为运行过程中较容易发生故障的部分，造成这种现象发生的原因有许多。首先，对往复式压缩机油泵进行排查，压缩机油泵多为螺杆泵或齿轮泵，因其具备自吸功能被行业广泛应用，但油泵使用时间过长或内构件存在问题则将出现油压不稳甚至无油压的情况；其次，检查油泵出口安全阀是否泄漏，若安全阀泄漏或无法关闭则会造成油压不足；自力式减压阀故障，现阶段行业内在润滑油管路上安装自力式减压阀较多，若减压阀故障则可能造成油压波动；最后，检查润滑油路上漏点，管路上润滑油泄漏则会造成油压不足。

1.5 往复机的曲轴发生断裂

往复式压缩机之所以能不断的进行往复工作，全都依靠于曲轴与连杆来完成，曲轴发生断裂故障的原因大多来自于活塞发生撞杆或者由于往复式压缩机的机身与气缸相脱节而引起开裂，从而造成曲轴发生断裂故障的发生。在超高压的前提环境下，管道中氢气或其他气体及其由于高温而发生泄漏，众所周知，氢气或其他可燃气如果遇到明火会发生爆炸，进而可能引起严重的火灾或爆炸事故的发生，造成联众的恶劣性事故，严重影响生产作业的持续进行，威胁到人们的生命安全及财产安全。

1.6 往复机连杆发生断裂

往复式活塞氮氢气压缩机经过长时间无休息的工作，会发生往复机的管网振动频率超过正常水平，以至于连接气缸的连杆发生了断裂，进而引发十字头滑履，冷却器及多部位出现故障。通过相关技术人员的检查研究，发现往复机在长期无间断的工作中，往复机的连杆螺丝受变应力与拉应力，出现了明显的变形进而出现螺丝的断裂。所以，螺栓的质量也应当引起重视，他也可能是往复机连杆发生断裂的原因之一，故现阶段往复机大修中，都会对压缩机连杆螺栓进行更换或着色检查。

1.7 往复机活塞杆发生断裂

就笔者调查而言，往复机活塞杆的断裂在一些机械及化工厂内经常发生，极大的影响正常的工作效率，降低了生产工作的质量带来了极其恶劣的不良影响。往往造成往复机活塞杆断裂的原因在于固定往复机活塞杆的螺丝以及十字头连接的螺丝的位置。之所以这些地方容易造成断裂，大多数原因是因为在往复机这些部位的设计不够合理，没有对往复机在运转过程中所产生的拉力加入到可能影响活塞杆断裂的原因中进行全方位的考虑，并且在安装活塞杆的过程时，有可能因为遇紧力过大而一直强烈的对活塞进行撞击，该撞击力远远大于活塞杆所能承受的极限范围之，从而导致往复机活塞杆发生断裂现象。

1.8 阀上的积碳超过正常水平

阀上的积碳过多也是造成往复机出现故障的原因之一，而造成阀上的积碳过多的主要原因是由于在往复机运行过程中对气缸的润滑油注油量过大，从而造成阀上的积碳过多，同时，汽缸的润滑油没有达到相应的质量水平，也可能造成这样的原因出现（该现象仅针对有注油设计的往复式压缩机），该情况在无注油式的压缩机中不会出现，但无油式往复机活塞环造价较高，更换成本大；其次由于阀在无间断的作业中机器本身出现了不可避免的破损，且气阀内弹簧存在疲劳变形等情况，从而造成此类原因的发生。气缸所承受的压力大大超过其本身，能承受压力的最大值而产生高温现象，也会造成阀上的积碳超过正常水平现象的发生。为有效避免阀上的积碳超过正常水平问题的发生，首先我们可以有效减少往复机气缸内部润滑油的使用，从而减少积炭过多问题。同样在购买润滑油的时候，要认准正规厂家，避免将假冒伪劣的润滑油使用到往复机气缸中，从而造成阀上的积碳超过正常水平的现象；工作人员应该对气阀组件定期进行修改，在气阀组件无法正常应对工作之前就将坏掉的气阀组件更换，以免造成不必要的损失，最后，对压缩机介质进行严格把控，防止因介质脏造成气阀卡涩，时间长形成积碳。

1.9 往复机的汽缸内发出异响

造成往复机气缸内发出异响的原因主要由于往复机的活塞在不断的工作中逐渐松动，并且松动的活塞会对往复机的汽缸内壁其气缸外壁造成撞击，从而发出异响。其次，还可能因为相关工作人员在安装往复机的时候，没有把十字头拧紧，从而造成螺母松动引发的异响；还可能因为更换的气阀质量较差，存在漏气可能，或是安装时暴力施工，造成气阀内漏，而引发往复机的气缸发出内响；或是因为因长期作业而造成活塞环的损坏，以及阀密封气垫破损以上种种原因都是可能造成往复机的气缸内发出异响的原因，相关工作人员在排除异响的时候，可以通过以上方法进行逐一排查，最终确定发出异响的真正原因。

2 往复式活塞氮氢气压缩机产生故障的有效解决措施及排查方法

2.1 有效增加往复机对气体的排出量

在正常范围内有序的提升往复机的排气量，降低压缩机背压，可有效使得往复机的曲轴得到足够的休息，从而减少因长期作业而造成曲轴出现的问题，有利于更好的避免应曲轴断裂而发生往复机工作异常。于额定工况乃至最佳工况运行的机组中，出现的故障问题将大大减少，故优化压缩机吸排气环境是降低压缩机故障的重要手段。

2.2 清理过滤器

定时定期对往复机的过滤器进行清理工作，有效的清除堆积在往复机过滤器内的灰尘及杂质，缩短吸气管并增加其直径的宽度，从而有效降低吸气管吸气时所产生的阻力问题。同时也要对往复机进行定期的检查及清理工作，确保往复机能够正确运行。提高对过滤器自身的清理，能够有效的对质量进行把控，将在介质中堆积的垃圾及时清除。

2.3 降低对活塞或气缸等配件的磨损程度

由于设备内部泄漏量的不断增加，当泄漏量累计到一定水平后，就会影响到机械正常的排气工作，进而增加相关部件的损耗程度。在往复机的组装阶段，为有效降低相关部件的损耗程度，应该将气缸与活塞之间的距离进行有效合理的把控，严格依照操作规程或厂家指导说明进行安装。依照活塞材质的不同，对气缸与活塞之间的距离进行不同大小的区别 。降低对气缸或者活塞等配件自身的磨损程度，能够一定程度上规避部件内部磨损。

2.4 对往复机运行中整体机械的温度进行把控

往复机在运行中所产生的压缩指数、压力以及温度等，都对往复机所排气体的温度产生直接的联系。一般来说，吸入介质温度越低，压缩机的排气量越大。为了能使往复机所排气体的温度控制在正常的水平范围之内，就需要对往复机所排气体温度上升的原因进行具体的分析，并得出结论，采取有效的管控措施，对往复机运行中整体机械的温度进行进一步把控。

2.5 对往复机运行中油的温度进行控制

除了要对往复机运行中整体机械的温度进行把控之外，还要对往复机运行中油的温度进行管控，这就需要对往复机运行中所需要的润滑油进行定期更换及清理。选择质量合格且正规厂家生产的润滑油，可有效降低往复机发生故的频率。现阶段大多数在役压缩机润滑油系统均配备油冷器，保证油冷器冷却性能良好也是降低油温的重要手段。

2.6 对往复机冷却器的温度进行控制

在对往复机冷却器的温度进行控制时，首先，要保障往复机冷却器内拥有充足的冷却液，通过上端倒淋排出冷却器内气体，防止因气阻造成的冷却器未灌满。同时，现阶段多数冷却器冷却介质应用为水，应注意水的流速与压力，防止冷却器腐蚀与内漏，注意对冷却器材质的选择。

2.7 对注油润滑的压缩机检查注油情况

对往复机注油器进行严格检查。现阶段注油式压缩机应用较多，良好的注油可大大延长压缩机活塞环与活塞杆等易损部位的使用寿命。但注油器设备因结构简单，介质较为粘稠，易出现气阻、脱环等常见故障。因发生故障较为隐蔽，故需要操作及管理维护人员认真检查，增加巡检频次。

3 结语

本文通过对往复式活塞氮氢气压缩机在运行过程中可能出现的问题以及如何有效避免往复机发生此类问题以及此类问题发生后的解决措施进行具体的分析及讨论，可以得出，在往复式活塞氮氢气压缩机运行过程中要进行定期的清理及检修，对其可能发生的问题进行尽早的排查及预防。对发生异响的部件运用排除法得出其发出异响的原因进而进行检修，同时，对在机器运行过程中造成损毁的零部件进行更换，以免引发更多零部件的故障，同时，在操作往复式活塞氮氢气压缩机的过程中，也要注意安全问题，避免不必要问题的发生。