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以往复式为例析氢氮气压缩机故障成因及排除
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　　摘 要：氢氮气压缩机是化工的关键设备，氢氮气压缩机发生故障会直接影响产量，如发生故障，甚至造成重大安全事故，造成巨大人身及财产损失。该文以往复式氮氢气压缩机的常见故障进行分析，并提出故障排除的方法，旨在保证生产的顺利进行，提高生产效率。 中国论文网 /1/view-7371786.htm　　关键词：氮氢气；压缩机；故障 　　DOI：10.ki.37-1222/t. 　　1 引言 　　氢氮气压缩机种类较多，在化工企业生产中应用极为普遍，其作用是举足轻重的，已成为不可缺少的重要设备。由于化工生产的连续性强，以往复式活塞氮氢气压缩机为例，在长期使用中，会因多种原因，产生可能影响正常生产的故障，还很可能由于氮氢气泄漏，在高流速状态（产生静电）或遇明火状态，引起火灾隐患，使生命财产安全受到较大威胁。故此，及时发现，及时处理氢氮机故障，做到备车不过夜，以避免安全生产事故次生和扩大。 　　2 常见故障分析 　　2.1 “曲轴”产生断裂 　　往复式压缩机，它的工作原理是凭借着曲柄连杆，来完成往复式运动。我们常说的“曲轴断裂”，一般是指机身与汽缸发生脱离开裂，就是许多人说的撞杆。如曲轴断裂，基本是分裂成两个段，这会使排气管撕裂严重，或严重变形。要是遇到较高的压力情况时，氮氢气在管路中，或发泄漏。这样，氮氢气在遇到明火的时候，达到氢氮气的爆炸极限，造成火灾或者爆炸的危险，严重威胁到人身和财产方面安全，后果十分严重。该故障成因有：“曲颈和曲臂二者过渡的圆角不够合适。在热处理时，应力基本都不规则地分布在圆角位置。若曲轴长期运行于超负荷状态，“油气孔”会逐渐一点点起裂，最后，会造成曲轴断裂，分为两段。 　　2.2 “连杆”发生断裂 　　长期的持续运转后，机器的连杆会螺栓金属老化，致使“塑性”变形。另外，还会使螺栓“钉头”松动，“钉头”和与断面二者间脱离，这二者脱离后，会是使偏心负荷较大。另外，螺栓也可能会质量不过关，这也是使连杆断裂的主要原因之一。要是连杆断裂，会导致发生十字头出现滑履、罐焊口和冷却器等多部件故障。 　　2.3 “活塞杆”断裂 　　“活塞杆”的断裂是化工企业的压缩机的常见故障，该故障直接严重影响着生产运行的稳定性和持续性。总结日常生产情况，不难看出，活塞杆断裂的常见部位，一般是紧固“活塞”的“螺纹”，“十字头”的连接螺纹。总结现象和分析原因，判断造成这种现象，是在设备设计过程中，没对“活塞杆受到运转拉力”进行考虑，另外，设备安装中，用了过大预紧力，这样，“活塞”受到撞击力，会远远超出其承载极限。所以，经过，长期运转情况下，“活塞杆”会因为金属十分疲劳，最后导致了断裂。 　　2.4 “排气量”不够 　　往复式压缩机过滤清器在经过了长期运转以后，很多的污垢积累起来，滤清器会因脏污而造成堵塞。这种堵塞，增加了吸气阻力。阻力，又会使得排气量达不到规程指标。气阀阀片和阀座间有时因脏污，发生气阀阀片和阀座间两者关闭不严，致使因漏气也会影响排气量，也影响到“压力和温度”两个指标。除此外，造成不利影响的关键因素还可能包括：气缸、活塞、活塞环，都可能会因为制造时候质量不过关，或者过长时间连续使用，造成严磨重损，汽缸余富的间隙过于大。 　　2.5 “排气温度”异常 　　“排气温度”大于设计值、“进气温度”、“压力比”、“滤网情况”、“气体压缩指数”“排气温度”的异常是拓排气温度不正常的主要表现形式。从浩良河化肥分公司在日常生产和实践的总结归纳看，“排气温度高”，主要是由于“吸气温度过高”。而该原因一般是由于“冷却器供水不足”或者换热效果不好，并随后又造成影响到排气温度高。“吸气温度高的原因”还有：“气阀、活塞环等密封装置”在发生漏气，会直接造成排气温度升高，还会造成各级间压力发生变化。当该压力超过了正常生产的数值，排气温度当然会变得高了。此外，排气温度升高的原因，还可能是因为“过滤器滤网堵塞，会影响压缩机正常做功”。 　　3 故障的排除方法 　　3.1 提高压缩机排气量 　　想要排除曲轴断裂的故障，就要从“降低曲轴长时间超过负荷运转”这一根源上来解决。第一点，要把过滤器清洗干净。洗净污物后，还要使缩短吸气管长度，加大吸气管直径（D），都会在完成改造后，实现有效降低吸气阻力，在提高吸气量同时，也使排气量增加。第二点，就要在针对“设备内部活塞、气缸等部件磨损会造成气体泄漏而影响排气量，进而加大了部件磨损率”这种情况下功夫，应该在“控制气缸、活塞安装的间隙”方面下功夫，以达到“有效降低磨损”，要根据活塞的材质和质量情况，最后确定它的大小。第三，控制好气阀的“弹簧力”。“弹簧力”不论是太大还是太小，都会直接影响到阀片，使机器不能正常工作。在进行弹簧力合理控制时，应充分考虑气体通道界面和阀片二者的行程。 　　3.2 控制温度 　　为了确实保证往复压缩机的排气温度处于正常控制值以内，应要找到病因和“因病施治”。第一是要把排气温度控制好。其方法是：提高膨胀阀的开启度，提高其吸气压力，对排气温度高，可 “改变吸气管长度、增加冷却水量，同时严格配合控制不凝性气体的量。第二，选用质量好的润滑油，对压缩机的部件定期检查。主要是提前更换显示出有“磨损”迹象部件。第三，控制冷凝器保持温度，使其处于恒定状态，对冷凝器结垢进行定期清理，最大限度降低制冷剂使用量，经科学测算，增大冷凝器的传热面积（S）。 　　3.3 控制压缩机压力 　　首先是，定期“清理滤清器污垢，疏通排气管道”，以实现有效降低吸气管吸气阻力，并根据企业实际情况，把排气量控制于标准范围内。第二是，降低“填料函”的漏气量，在安装填料函时，要重点是预防填料函与活塞杆之间磨损，在“填料函”的位置，严格遵守规程加注润滑油。要严格执行“五定“制度，以令润滑油的冷却和密封作用得到充分挥。在进行压紧气阀压紧力的控制时，要保证压紧力适宜，以避免因压力大小不合适对气阀的功造成不利的响。其压紧力确定，应根据阀门腔的直径（D）和大气体压力（P）来做。 　　4 结语 　　综上面所述的内容，对化肥企业而言，保证往复式压缩机能够正常运转，既要加强日常维护管理，按照规程进行压缩机的运行情况巡回检查，尽早发现，及时更新有磨损迹象可能会致事故扩大的部件，以达到使设备持续稳定运行，预防发生安全事故的目标。化工生产，情况千差万别，这就需要要注意不断地积累日常工作经验和教训，在努力提高故障的判断力和检修技术水平同时，还要实现检修周期合理控制，实现一方面满足生产需要，一方面延长设备使用寿命目标。
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如何提高氢氮气压缩机运行效率
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压缩和压缩比 压缩介质压力 压缩和压缩比
绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。在一个完全隔热的气缸内上述过程可成为现实。等温压缩是一种在压缩过程中气体保持温度不变的压缩过程。
2、压缩比：（R）
压缩比是指压缩机排气和进气的绝对压力之比。例：在海平面时进气绝对压力为0.1?MPa?，排气压力为绝对压力0.?8MPa。则压缩比： P2 0.8R 压缩介质
为什么要用空气来作压缩介质？因为空气是可压缩、清晰透明的，并且输送方便（不凝结）、无害性、安全、取之不尽。惰性气体是一种对环境不起化学作用的气体，标准压缩机能一样压缩惰性气体。干氮和二氧化碳均为惰性气体。空气的性质：干空气成分：氮气（N2） 氧气（O2） 二氧化碳（CO2） 78.03% 20.93% 0.03% 分子量：28.96比重：在0℃、760mmHg柱时，r0 1.2931kg/m3比热：在25℃、1个大气压时，Cp 0.241大卡/kg－℃在t℃、压力为H（mmhg）时，空气的比重： 273 Hrt 1.2931× 压力
这只是某一单位面积的力，如平方米上受1牛顿力度压力单位为1帕斯卡：即：1Pa? ?1N/m2 1Kpa? ?1,000?Pa? ?0.01?kg/cm2 1Mpa? ?106Pa? ?10?kg/?cm2
2、绝对压力
绝对压力是考虑到与完全真空或绝对零值相比，我们所居住的环境大气具有0.1Mpa?的绝对压力。在海平面上，仪表压力加上0.1MPa的大气压力可得出绝对压力。高度越高大气压力就越低。
3、大气压力
气压表是用于衡量大气的压力。当加上仪表压力上就可得出绝对压力。绝对压力 压力计压力＋大气压力大气压力通常是以水银MM为单位，但是任何一个压力单位都能作出同样很好的解释：1个物理大气压力? ?760毫米汞柱? ?10.33米水柱? 1.033kgf/cm2≌0.1MPa.?
大气压同海拔高度的关系： HP P0
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氮气压缩机工作原理是什么
提问者：柳沈雅|
浏览次数：859|
提问时间： 13:18:00
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回答数：14867|被采纳数：26
天津易尚装饰工程有限公司
所有回答：&14867
压缩机有很多种类，不知你问的是哪一种? &&三种主要类型压缩机的工作原理 &&活塞式压缩机 &&活塞式压缩机的工作原理 &&活塞式压缩机属於最早的压缩机设计之一
回答数：2679|被采纳数：8
四川衡发建筑工程有限公司
所有回答：&2679
你好，利用物理的方法，将其中的氧和氮分离而获得氮气的设备。根据分类方法的不同，即深冷空分法、分子筛空分法(PSA)和膜空分法，工业上应用的制氮机，可以分为三种。
回答数：1638|被采纳数：10
杭州炬拓装饰工程有限公司
所有回答：&1638
用在空压机上面 &&主要是来调节空压机的起停状态,通过调节储气罐内的压力来让空压机停机休息,对机器有保养作用.在空压机工厂调试的时候, &&根据客户需要调节到指定压力,然后设定一个压差.例如,压缩机开始 &&启动,向储气罐 &&打气,到压力10kg的时候,空压机停机或者卸载,当压力到7kg的时候空压机又开始启动,此间有一个压力差,这个过程 &&就可以让压缩机休息一下,达到保护空压机的作用。
由电动机直接驱动压缩机，使曲轴产生旋转运动，带动连杆使活塞产生往复运动，引起气缸容积变化。由於气缸内压力的变化，通过 &&进气阀 &&使空气经过空气滤清器(消声器)进入气缸，在压缩行程中，由於气缸容 &&积的缩小，压缩空气经过 &&排气阀的作用 &&，经排气管，单向阀(止回阀)进入储气罐，当排气压力达到额定压力 &&0.7MPa时由压力开关控制而自动停机。当储气罐压力降至0.5--0.6MPa时压力开关自动联接启动。
回答数：33855|被采纳数：39
所有回答：&33855
，当气流通过梳齿形密封片的间隙时，气流近似经历了一个理想的节流过程，其压力 &&和温度都下降，而速度增加。当气流从间隙进入密封片间的空腔时，由于截面积的突然扩大，气流形成很 &&强的旋涡，从而使速度几乎完全消失，温度又回复到密封片前的数值，而压力却不能再恢复，保持等于通 &&过节流间隙时的压力不变。气流经过随后的每一个密封片间隙和空腔，气流的变化重复上述过程。所不同 &&的是由于气流质量体积逐渐增加，在通过间隙时的气流速度和压力降越来越大。由此可见，当气流通过整 &&个迷宫密封时，压力是逐渐下降的，最后趋近于背压，从而起到密封作用。
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所有回答：&120729
压缩机运转时,电动机带动曲轴作旋转运动,通过连杆使活塞作往复运动。曲轴旋转一周,活塞往复运动一次,气缸内相继实现吸气、压缩、排气的过程,即完成一个工作循环。
(1) &&吸气过程当活塞向左运动时,气缸内的工作容积逐渐增大而压力逐渐降低。当压力降至稍低于进气管中压力时,进气管中气体便顶开吸气阀进入气缸,直到活塞达到最左位置(又称内止点)时,工作容积为最大,吸气阀开始关闭。
(2) &&压缩过程当活塞向右运动时,气缸内工作容积缩小,而气体压力逐渐增大。由于吸气阀有止逆作用,故气缸内的气体不能倒流到进气管中。同时,因排气管中的气体压力又高于气缸内部的压力,气缸内的气体无法从排气阀流出,而排气管中的气体因排气阀的止逆作
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氮气压缩机主要是用于各种工业需求中，在氮气压缩机原进气口与平衡气罐之间用管道连接，当密封函的密封性能不是很好时，由于该管道提供了一定的压力，阻止了空气从密封函和活塞杆的间隙里泄露入气缸，从而保证了压缩后的氮气纯度，通过以上改进后的压缩机的工况有了很大的改良，下面详细介绍一下氮气压缩机原理。氮气压缩机原理
为了提高压缩后气体的纯度及改进压缩机的工况，在压缩机的前级与分馏塔之间增加一只平衡气罐，体积在0.5—1.0立方左右即可以满足需要，将压缩机的进气管口改成在一级阀门盖上打孔，用管道与平衡气罐直接连接，并且将进气管道直径加粗，这样可以减少管道对气体的阻力，增加了气体的流速，从而提高压缩机一级活塞吸气运动时的进气量。
由于采用了无水润滑方式，压缩机各级气缸的温度都有一定幅度的上升，其中三级气缸的温升最大，为了改善该级气缸的散热性，避免温升过大，在制作三级气缸时，要求气缸的生产厂家，将其外壁设计成翅片式，内壁镶导热性能良好且耐磨的铜套，通过以上方式生产出来的气缸，其性能及寿命都大大提高。
氮气压缩机的控制系统一般都比较简单，有的年份比较早的压缩机，采用的电动机多是绕线式电机，其启动方式采用频敏变阻器来启动的。近几年基本上都改成了使用鼠笼式电机，很多采用直接启动方式的，可这种启动方式的启动电流太大，存在很大的安全隐患，在安全和操作方面带来了很多不利，为了改善这些问题，我们将电机的控制系统改为星三角启动方式，来降低了启动电流，并且对整个控制系统增加了连锁和报警功能，主要是对设备的供油系统和供水系统设置了连锁和报警功能，同时对三级排气温度和排气压力均设置了报警功能。氮气压缩机故障
压缩机一旦出现断油或断水现象时，控制系统会发出报警指示，并且延时停机以保护氮气压缩机，当三级排气温度和压力超过设定植时，系统也会发出报警声，来提醒操作人员及时排除问题，避免安全事故的发生；扩大甚至达到3mm以上、环槽直角已磨损成斜的。于是，将活塞体送到车床上对导向环槽进行再加工，同时联系供货单位另配加宽非标导向环。由于导向环加宽，轴向间隙比标准适当放大0.1～0.2mm，从而能够继续使用该活塞体。建议各级活塞体均备用1只，例检时发现导向环问题需重新热套新环时，可直接使用备用活塞体，因按照操作规程，热套导向环工作需要一个较长的随炉冷却过程，更换新活塞体可节约检修时间，保证备机完好状态。
氮气压缩机在运行6000多小时后出现级间压力异常现象：一级排气压力和温度偏高，后来又下降。停机检查，二级进气阀内有不锈钢金属片，二级活塞体上下端面挤压有不锈钢碎片。该机活塞体的活塞环的环槽内均有不锈钢弹力环，这时二级的三只活塞环仅剩2.4～4.3mm（新环13mm，规定最小径向厚度7mm）。因活塞环磨损严重，导致其槽内的弹力环出来与气缸壁磨损，弹力环断裂成碎块，造成气阀内漏。通过打磨活塞体和缸壁、更换新的二三级活塞环、检查各级气阀、拆下各级弹力环后恢复正常使用，并将杭氧的氧压机上的弹力环均拆下不再使用。
压缩机运行中，三级排气温度异常上升，现场检查一级活塞杆未做上下运动，二三级正常。停机检查到一级发生撞缸事故：连杆大头瓦固定螺栓断裂一只，活塞行程加大超限，铝活塞体被撞碎、气缸盖被撞裂缝渗水、连杆断裂。于是该机进行全部解体大修，更换一级活塞体、连杆、损坏的主轴瓦、大头瓦、连杆螺栓等。机组重新对中，最后得以恢复使用。气阀故障。日常巡检中，可手摸各级吸气阀，发现烫手或温度明显偏高，则该气阀有内漏，停机需拆检，一般是阀片断裂掉块问题，或阀片磨损密封不严，气阀阀罩松动也会造成内漏和异响。该级吸排气阀故障都能造成上一级排气压力和温度升高。氮气压缩机操作
在开启氮气压缩机后未认真检查就送气运行，半小时后DCS上排气温度超温报警，到现场检查，发现机器的总进回水阀未打开，气缸回水视镜爆裂。立即停机，这时注意不可强行供水，防止温度骤降出现其他事故。
氮气压缩机开机运行两个多小时后，一级排气温度超过180℃联锁停机（正常运行温度155℃），经查，一级气缸、二三级气缸的两只DN25回水阀未打开造成。在前天进行检修机器时，关闭了该两只阀门，检修结束未予恢复，开机前也未认真检查，造成气缸冷却不充分，排气温度超标。
氮气压缩机开机时，手摇齿轮油泵向曲轴箱各润滑点供油，泵后压力表上升后就停止手摇，这时DCS上的进曲轴箱前油压并未出现升高。开机后，曲轴箱呼吸孔和刮油器处冒白烟，急忙停机，打开曲轴箱侧盖，手摇油泵查看各润滑流路畅通。调阅DCS上趋势图：开机30s后DCS上才出现油压，运行2min后停机。由于前30s瓦块上没有进油，造成原存残油汽化。
氧氮压机的齿轮油泵安装在机身端面，主动齿轮通过离合器与曲轴相连，由曲轴带动。运行中多次出现泵后油压和滤后油压突然下降又恢复的现象，甚至有时造成油压过低直接联锁停机。经查，离合器磨损，更换新的离合器后故障消除。氮压机齿轮油泵与曲轴直接连接，开机前，通过开启机器外的辅助齿轮油泵（1.5kW电动机带动）向各润滑点供油。待主机运行，油压大于0.30MPa，辅泵自停，依靠本身齿轮油泵供油。由于辅泵安装位置高于曲轴箱油面，每次开该泵时，无油压，需拆卸油压力表排气后油压才上升，通过在泵后油管上安装一排气阀用于每次开机前辅泵排气。
氧氮压机的级间冷却器，水走管程、气体走壳程，由于铜换热管堵塞引起换热效果差，用机械法疏通换热管，长期采用这种方法，致使换热管窜漏。运行中，二三级排气压力大于水压，二三级冷却器的回水有机玻璃视镜内出现气泡，可判断出冷却器窜漏。通过拆卸两端封头，装上自制法兰，充气查漏，能查到换热管窜漏，采用堵头封堵。目前已有三台换热器出现过铜管窜漏进行封堵。该类冷却器管板与壳体间密封采用填料密封，密封不严也出现窜漏，更换新填料或适当进行紧固封头螺栓能够消除窜漏。
氧压机二级冷却器的管板与换热管胀结处渗水到氧气侧，通过重新胀结消除漏点。氮压机冷却器水走壳程，氮气走管程。运行半年后，冷却器换热效果变差，拆开水管检查到壳程内折流板脱落，因采用铝折流板，被循环水（软水）腐蚀，水走短路，换热效果变差。于是要求厂家进行更换了新的冷却器芯子。氮气压缩机维修保养
1 、每次检修机器时，停下气、水后，在相关气体阀门、水路阀门上悬挂警示牌，做好书面记录，不得进行操作，防止无意操作使其他机器气体倒流过来或水路供水而进入曲轴箱内，必须做到安全检修。检修完毕，由挂牌人员拆去警示牌，通知运行人员检修结束可以试机。 2
、氧压机必须处理好刮油环，运行中活塞杆不得有带油现象，需研磨或更换刮油环，必要时更换活塞杆；填料函漏气量大及时更换密封圈，组装时切记三瓣密封在靠近气缸侧，否则，三六瓣密封圈装反，开机就会漏气。
、做好设备的开动台时统计记录，建立一机一帐维修档案，方便查找问题、列出保养检修计划。根据备件质量情况，每2 000～4 000h例行检查一次气缸，查导向环间隙是否扩大、磨损，活塞环厚度是否合格；每4 000h检查一次气阀和曲轴箱内各螺栓的紧固情况。
4、每半年化验一次润滑油，清洗一次油路，每年对油冷却器进行抽芯，清除壳程油侧污物。
、加强巡检和管理，发现仪控柜上级间压力不正常，停机检查。巡检注意各吸气阀是否过热而判断内漏与否，细看冷却器回水视镜内是否有气泡而判断窜漏与否，曲轴箱油位是否异常升高或下降判断油冷却器窜漏：水进入油侧，润滑油乳化，曲轴箱油位视镜处润滑油明显变色；油进入水侧，曲轴箱油位下降并且润滑油随循环水进入到循环水池内。
6、运行1h后进行大修一次，全面检查、拆卸和清洗机组，修配和更换磨损的零部件，并对照原来记录的数据和技术标准进行重新找正、找平，压力容器和安全阀按规定进行检查。
7、氧压机进行检修装配时，与氧气接触的各部位，彻底脱脂清洗，绝对忌油操作。在启动升压和停机降压过程中，操作放空阀、送气阀必须缓慢开启或关闭，绝不能在一瞬间迅速开、关，否则造成瞬时局部氧气流速过分骤升，易出现安全事故。
8、制作开停机提醒牌。将开机、停机步骤列在上边，每次开机时逐条对照，核实无误后进行下一步操作，避免操作不当造成设备故障。
一般气体压缩机的活塞环所使用的材料为聚四氟乙烯，其虽然有良好的自润滑性能，但导热性、耐腐蚀性、形态稳定性较差，而在无水润滑的压缩过程中，气缸内的温度明显升高，导致活塞环的使用寿命大大降低，所以要想办法解决以上存在的问题，可以采用在制作活塞环的材料里加填充物的方法来改进聚四氟乙烯所存在的缺点，称为填充聚四氟乙烯，以填充聚四氟乙烯为材料制作的活塞环，其耐磨性和使用寿命取决于材料成分的配比和活塞环的结构，填充聚四氟乙烯填料成分的配比的选择，主要是从压缩的介质、压缩机的结构、机器的转速等方面综合考虑。　　来源：RuiXingBS　　免责声明：本文系网络转载，版权归原作者所有。但因转载众多，无法确认真正原始作者，故仅标明转载来源。如涉及作品版权问题，请与我们联系，我们将尽快确认版权并按国家标准支付稿酬或删除内容！本文内容为原作者观点，并不代表本公众号赞同其观点和对其真实性负责。
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