往复式压缩机工作时,曲轴带动连杆,连杆带动活塞,活塞做上下运动。活塞运动使气缸内的容积发生变化,当活塞向下运动的时候,汽缸容积增大,进气阀打开,排气阀关闭,空气被吸进来,完成进气过程;当活塞向上运动的时候,气缸容积减小,出气阀打开,进气阀关闭,完成压缩过程。通常活塞上有活塞环来密封气缸和活塞之间的间隙,气缸内有润滑油润滑活塞环。
往复式压缩机6大部件结构
往复式压缩机是容积式压缩机的一种,其主要部件包括气缸、曲柄连杆机构、活塞组件、填料(也就是压缩机的密封件)、气阀、机身与基础、管线及附属的设备等。
1、气缸
2、曲柄连杆机构
3、活塞组件
4、填料
5、气阀
6、管线和附属设备
往复式压缩机5大故障诊断监测办法
目前,往复式压缩机的故障诊断监测方法主要有以下几种:
1、热力性能监测法
2、振动监测法
3、位移监测法
4、油液监测法
5、噪声监测法
表1 给出了常见故障类型及所采用监测诊断方法,为往复压缩机故障诊断提供一个参考。
往复式压缩机10大常见故障及处理办法
1、吸气阀泄露或者密封垫片损坏
吸气阀泄漏或者密封垫片损坏主要表现为:
气体经过压缩后温度上升,吸气阀泄漏或者密封垫片损坏后,高温气体返回进气腔,造成阀温升高,进气温度上升,从而再次被压缩后排气温度升高。另外,压缩后的气体回流造成前面压力升高,压力越升高排气量下降就越多。
2、排气阀泄漏或密封垫垫片损坏
由于排气阀泄漏或者密封垫片损坏。在气缸吸气过程中,部分压缩后的高温高压气体回流至气缸使混合气体温度升高,再次被压缩后温度更高,回流还造成流量下降,排气压力下降。
3、负荷调节机构卡涩
负荷调节机构卡涩主要表现为:
负荷调节机构如果卡在泄荷的位置会造成吸气阀泄漏;如果卡在加载位置上则会造成压缩机负载启动,影响传动部件的使用寿命。
4、活塞环常见的故障有:
活塞环不能起到密封作用的主要表现形式为:
对于双作用往复压缩机,即气缸内一侧在压缩时,另一侧在吸气,当活塞环损坏或者涨死时,不能起到密封作用,使得盖侧或轴侧被压缩的高压高温气体通过活塞环窜入轴侧(或盖侧)低温低压气体中。与吸入的低压温气体混合,混合之后气体温度升高,又由于压缩气体通过活塞环互窜,使该级的排气压力下降,压缩机的排气也随之下降。
5、工艺介质夹带颗粒物
6、活塞杆组合密封环紧箍力过大或弹簧失弹
弹簧的失弹大多是由于弹簧疲劳所导致,弹簧质量问题只占少数情况,只能更换质量好些的弹簧。
填料密封盒部位的温升主要是由于填料环与活塞杆剧烈摩擦引起的,这些摩擦热应被及时带走。实际上,由于填料密封盒用水与缸套用水基本都采用并联形式,填料密封处的压降大,因而导致填料盒冷却水流量不够,摩擦热不能被及时带走,影响了填料的正常使用寿命。因此,应适当增大循环水压力及流量以使循环水及时带走活塞杆与填料环摩擦产生的热量。控制填料密封盒处的温度不大于60℃。
注油量过大容易造成过多的油乳化,形成沉积物;过小则填料环润滑效果不好,磨损速度加快,影响使用寿命。注油量的确定除了按厂家的标准注入外,还应该在试车初期,通过检查密封环处的运行情况,确定一个合适的量。试车结束后,打开检查填料处活塞杆上有无碳状物,以判断注油量的大小。
引起往复压缩机及其管线振动的原因主要有两类:一类是由机组振动的不平衡基础设计不当而引起。压缩机在组装过程中由于技术或质量问题造成机组装配误差大,引起机组的平衡恶化产生振动。压缩机基础质量太小也可引起压缩机本体振动。另一类是由管线内气流脉动引起活塞式压缩机吸气和排气的间隙变化,可使气体产生脉动——压缩机管线内充满气体时形成气柱。该气柱是一个有连续质量的弹性振动系统,受到一定工况条件的诱导就会发生振动——在机组管系的弯头处气体运动方向会发生改变,从而使管线受到气体冲击力的作用。系统管线弯头太多、管线受到的冲击力就会很大。如果弯头处缺少固定支点,将会产生剧烈振动。当流体稳定流动时,管线不产生振动;但当流体运动方向在管线断面突变处变化时,流体速度发生变化,导致管线受力改变——使管线内局部压力变化,产生一定的脉动,诱发振动。如果管内有脉动存在,则管线内各部分的压力不同,也会形成振源。由于管系内弯头较多,流体在管线内不断地改变流动方向,对管线形成冲击;并且流体自身的状态也发生变化——这些变化诱发的振动,其频率与管系固有频率重合时,则产生共振。
消除共振最基本的方法是将气流脉动压力减小,并将其固定在允许的最小值之内,使激发频率不等于管路固有频率。具体方法有:
10、撞缸
撞缸是往复机组的重大恶性事故,主要表现为缸体内发生巨大的撞击声,严重时导致机组多处损坏,如缸盖撞飞,大小头瓦断裂甚至发生爆炸。撞缸分为液击和金属撞击两种,液击声音比金属撞击声要沉闷一些,但是后果一样严重。防范措施主要是规范日常操作防止大量带液;加强巡检,发现异常声音及时排查。
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作者:本刊编辑部
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