石油化工企业往复式压缩机运行的可靠性研究

张红艳(山东华鲁恒升化工股份有限公司，山东 德州 253000)

0 引言

往复式压缩机在正常运行中，主要是将气体直接吸入或者排出到封闭的空间中，可以快速的增加气体的压力。该设备的应用，对于石油化工正常生产有着非常大的促进作用。往复式压缩机技术水平在逐步提升，且实践应用效果逐步增大，所以其产生的效果是非常巨大的。但是在运行中，极易发生故障问题，本文以此为出发点，深入研究解决办法，以促进往复式压缩机运行性能的提升。

1 往复式压缩机的工作原理

往复式压缩机的工作原理是将一定容积的气体按顺序吸入到一个密闭的容器内，形成一定的静压力，之后再按顺序排出，因而这种压缩机被称为容积式压缩机。这种压缩机具有很多优良的性能，例如其热效率高、耗电量相对较少、装置结构简单、操作方便等，同时这种压缩机经过了几十年的发展，其制造技术已经非常成熟，制造成本较低，所以被广泛应用于工业生产当中。但这种压缩机的工作方式会对压缩机内部的零件造成一定的冲击力，例如往复运动会导致空气不是连续排出的，而是脉冲式排出，这就会使得压缩机零件受到较大的惯性力，而且受力不均匀。同时，往复式压缩机的工作环境很恶劣，外部的杂质很容易影响其正常工作。往复式压缩机在实际使用时会出现较多的故障，不可控因素较多，有时压缩机突然故障会给企业造成数百万元的经济损失。因此，提升压缩机运行的稳定性是非常重要的。

2 往复式压缩机存在的故障及原因分析

2.1 压缩机连杆断裂

往复式压缩机在正常工作阶段，连杆断裂是比较普遍的，主要就是螺钉发生断裂。造成该问题的主要原因如下：螺栓的材质比较差，在使用比较长的时间之后，就会导致其出现塑性变形等问题，进而导致断裂问题的出现。一般来说，螺母与螺钉头的接触是均匀的，同时不能存在任何歪斜的问题。在出现接触不合格或者不均匀的情况，就会导致在运行中出现偏心载荷的问题，进而导致某个方向上的压力骤增，从而导致该结构部分出现断裂。

2.2 压缩机轴瓦失效

该问题的发生主要原因如下：(1)轴瓦质量不合格，定位瓦的表面存在严重的问题，极大的影响轴瓦的正常使用。压缩机工作环节，定位瓦的气泡出现断裂问题，进而导致其表面出现巴氏合金脱落的情况，造成轴瓦失效；(2)定位瓦接触面的要求非常高，如果接触不能达到均匀性的标准，在超出规定面积后，就会导致接触面积不足，在运行的过程中会受到比较大的作用力影响，进而导致轴瓦烧坏而出现失效；(3)润滑效果比较差，也会造成轴瓦失效问题的出现。如果润滑油粘度较高，或者内部存在铁屑，都会导致轴承与连杆部分的损坏严重，进而导致失效问题的出现。

2.3 压缩机曲轴断裂

曲臂与轴径圆角在长期负荷运行之下，就会造成曲轴断裂的情况出现，具体的形成原因如下：(1)曲轴材料质量差、圆角尺寸不合格；(2)热处理时圆角部分出现不合理的情况，导致应力集中而出现断裂的问题；(3)过渡圆角小，应该满足r ≥0.06d，但是在设计、加工等环节导致其不能达到这一标准；(4)圆角加工质量不达标，导致局部结构存在受力不均匀的情况；(5)油孔存在裂缝的问题，但是该原因影响比较小，基本不会导致曲轴出现断裂的问题。

2.4 压缩机活塞杆断裂

当前所出现的活塞杆断裂位置具体是两个，即紧固活塞与活塞杆连接螺纹、十字头与活塞杆连接螺纹的位置，这些都是结构比较薄弱的部位。在进行运行和控制环节，都会导致活塞杆出现断裂的情况，原因如下：(1)活塞杆制作阶段，设计不能达到要求，进而导致断裂问题的出现；(2)安装施工环节，预紧力超出规定要求，活塞杆受力不均匀而导致断裂；(3)长期运行之下，会使气缸磨损严重，进而造成了活塞下沉问题，导致连接部分的螺纹荷载变大而出现断裂。活塞杆运动阶段存在断裂的问题，给其结构部分造成较大的冲击影响，从而可以诱发断裂缺陷。

3 提高往复式压缩机运用可靠性的主要措施

3.1 加大日常维护的力度

维修人员需要具备足够的技术水平，能够更好的保证往复式压缩机的运行达到可靠标准。因为只有具备较高技术水平、经验丰富的人员，才能够及时发现设备运行的问题，同时可以通过必要的维护管理来促进设备总体质量的提升。比如气阀存在泄漏问题后，要及时进行更换，此时应该详细检查支撑环、活塞环是否存在磨损的问题，还要检查连杆是否存在磨损严重的情况。如果气阀泄漏，会导致气体温度的快速升高，同时活塞杆存在受力不均匀的情况。

3.2 控制振动与脉动

往复式压缩机存在不均匀的运行状态，就会导致其管道存在气流脉动的情况。脉动在传播阶段，就会导致管道结构存在振动的问题。管线系统如果出现气流脉动的问题，就会导致非常严重的危害问题，比如压缩效率不足等等。气阀如果长期工作在不良的条件之下，就会导致总成功率下降、能耗升高等问题，仪表也不能正常的工作。机械振动出现之后，管道连接部分会出现松动、断裂等问题。对于该问题，应该总结出切实可行的处理措施，有效的消除振动、脉动等问题，从而使得整个机组达到稳定运行的标准。

3.3 诊断并解决故障

在进行往复式压缩机的故障分析阶段，要从以下几点来实施：(1)充分掌握故障信号；(2)了解相应特征信息；(3)判定设备工作状态；(4)诊断决策。操作者要结合具体的检查状态，然后及时发现故障问题，制定出切实可行的应对措施。

发现往复式压缩机故障、了解形成故障的原因后，要采取如下应对措施：(1)按照保养周期的要求进行过滤器的清洗处理；(2)部件磨损严重后，要立即更换，确保部件质量合格；(3)根据需要确保活塞杆与活塞间隙合格；(4)检查阀座与阀片存在油垢后，应及时清理，确保不会存在任何杂质；(5)根据需要设置必要的缓冲器和减震器，以更好的降低振动的影响。

3.4 定期保养

往复式压缩机组成部分是非常复杂的，且在设备存在故障后，诊断与分析难度相对较高。对于该问题，应该由专业人员来进行往复式压缩机的维护与保养。在组织维护保养过程中，应该从以下几个方面出发：(1)压缩机开始运行时，应该检查设备压力状态，严格控制压缩比，以达到出口部位的平衡标准，温度不会超出标准要求；(2)确保润滑合格，同时要进行油温的合理控制；(3)全面掌握注油器操作方式，以提升油量控制水平，防止油量不足或者过剩的情况；(4)避免压缩机出现超载运行，一旦存在异常状态，要立即停机，并且进行详细检查。

3.5 压缩机冷却

压缩机的冷却部位主要是填料与气缸。气缸冷却达到要求后，就会使得排气温度降低，能耗也会下降。填料降温同样重要。所以，往复式压缩机对循环冷却水要求很高。一般情况下，企业选用循环水站冷却水进行冷却，但由于循环水站的长期使用，循环冷却水的水质很脏，容易堵塞气冷却夹套，尤其填料的冷却水通道很窄，运行一段时间后会出现结垢堵塞现象，造成填料部位热量散发不出去，温度升高。所以，有的企业将冷却水改为冷冻水，从而延长了气缸和填料的使用寿命。

4 结语

综上所述，往复式压缩机是当前石油化工领域中非常重要的设备，其作用极大的促进了我国工业化水平的提升。但是该设备在运行中，极易发生故障问题，造成企业巨大的损失。基于此，技术人员要及时发现往复式压缩机运行的故障问题，采取必要的应对措施，使其各个部件都能够达到性能的标准要求，给设备安全运行奠定坚实的基础，进而为企业创造更高的经济效益。