往复式天然气压缩机故障诊断方法探析

往复式天然气压缩机故障诊断方法探析　纪纲　（中国石油管道公司中原输油气分公司，山东德州２５３０００）　摘要：在油气田生产、天然气集榆、天然气销售等方面，应用到的重要机械设备之一就是往复式压缩机组。　文章从现阶段的往复压缩机诊断技术的研究现状入手，对当前往复式天然气压缩机组最常见的故障因素进行　了分析，并提出了若干常见的故障诊断方法，以供机械维修技术人员参考。　关键词：往复式天然气压缩机；诊断技术；故障诊断　中图分类号：ＴＨ４５２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—２３７４（２０１　１）０３—００７３—０２　往复式天然气压缩机组，适用压力范围广，压缩　二、往复式天然气压缩机的常见故障特点　效率高，适应性强，这些特点使其在石油化工行业内　分析　被广泛应用于生产中，是一种通用的机械设备。不过　（一）多样性　由于往复式天然气压缩机组的结构复杂，激励源多，　往复式天然气压缩机作为一个庞大的机器设备，其　使其在生产运行中，易磨损、易出故障，而且故障诊　结构是比较复杂的，整个机器的部件繁多，故而引起　断的相关工作是十分复杂的，需要非常专业的技术维　的故障具有多样性。主要体现在故障的零部件上，由　修人员运用合理的诊断方法才能做好维修工作。往复　于零部件多而杂，有可能在同一个部件上，会发生多　式天然气压缩机组中，气阀部件出现的故障率是最高　种的故障，或者是在不同的设备上发生的故障有很大　的，如果其振动信号特点不够明显，诊断工作将会更　的关联。这就需要把设备零件细化，了解系统的故障　加困难。　源、故障输入路径以及系统整体的超额状况，深入到　整个系统的运行路程，了解当时系统所处的工作环境　一、往复式天然气压缩机诊断技术的发展　以及过往的故障史。从这些信息的分析总结上，才能　我国往复式压缩机故障诊断技术的发展，大致经历　诊断出故障部位及类型，进而及时找出维修方法。　了四个阶段。第一阶段，是从ｌ９世纪中期开始，当时　的机器设备自身的性能及技术水平都是比较低下的，　（二）并发性　往复式天然气压缩机，每天面对的工作量巨大，　故而，在设备故障维修方面，是相对容易处理的，一　故而易损件非常多，而且机器的子系统间是相互干扰　般采用事后的维修方法。第二阶段，是从２０世纪开　的，这样使得往复式压缩机在运行的过程中，会出现　始，随着世界各国的生产力的提高，机械设备自身的　多个故障同时存在的情况。尤其是对于往复式天然气　技术水平有了较大的改善，设备故障对生产的影响加　压缩机这类的旋转机械，多故障并发的情况，是其故　大，事后维修显然无法适应生产的需要，因此，就进　障中最为典型的特点。目前，在往复式天然气压缩机　行了定期的预防维修。设备故障诊断技术开始萌芽。　的故障诊断工作中，面对这类多故障并发的状况，一　第三阶段，是从６０年代开始的，当时计算机技术以及　个突出的问题在于，由于故障还存在多样性的特点，　数据处理技术得到不断发展，在设备故障维修方面，　这给故障诊断加大了难题。这就需要把每个故障涉及　较第二阶段出现了更加科学的按照设备状态进行维修　到的每一个部件、子系统的特点找出来，从中了解多　的方式。第四阶段，是从８０年代开始，我国人工智能　种故障件的内在联系，再综合分析，理清思路，寻求　及神经网络系统等高新技术不断的被广泛应用于机械　突破点，作出诊断。　生产中，使得设备维修向智能诊断方向发展。目前，　我国在机械设备故障诊断上，总体的诊断水平还处于　三、往复式天然气压缩机常见故障及诊断　相对落后的程度，诊断方法以及诊断系统尚未发展成　方法　熟，无法适应当前的生产需要，因此，对机械设备故　往复式天然气压缩机的常见故障，可以分为两大　障的研究还有待加强。　类。第一类是流体性的，是机器热力性能出现故障　２Ｏｌ　１．ｏｌ　ｏ中围高新技　ｋ　７３　的，其主要表现为，设备在运行时，整体的排气量明　显不足，排气的压力、排气的温度出现异常以及级间　的压力不稳定等。另一类是机械性的功能出现故障，　主要的表现在于，设备在运行操作过程中，会出现异　常的声音，机身有较明显的振动以及机器表面过热等　现象。对于往复式天然气压缩机来说，其主要故障有　以下几种：　（１）气阀故障；　（２）活塞环故障；　（３）　填料函故障：　（４）活塞与活塞杆故障；　（５）气缸故　障；　（６）刮油器故障；　（７）弹簧片故障。　笔者在下文以气阀故障与弹簧片故障为例来诊断并　提出方法：　（一）气阀故障的诊断方法　一般情况下，气阀故障在整个机组故障中，是最主　要的故障。出现气阀故障的原因有如下几点：　１．润滑油的选用。润滑油对整个采集器的运行　有着不可忽视的作用。润滑油应用在气缸以及填料的　润滑，一旦在选用润滑油时不重视其浓度、粘度，将　会在很大程度上降低设备的运行效率，本身润滑油对　设备的运行起到一种保护和加速的作用，如果没有选　用合适的润滑油，会造成机器运转过慢，影响工作效　率。认识到润滑油的主要作用后，要在选用润滑油方　面格外注意。一般在保证机器润滑的前提下，应该尽　量选择粘度及浓度相对较低的润滑油。低粘度的润滑　油具有提高往复式天然气压缩机功率的作用，在节能　方面有很好的节能效果。润滑油的选择是否得当，还　对气阀与气缸的使用寿命有很大的影响。通常情况　下，机器本身都需要有一个抗焦化功能，该功能发挥　得怎样，是通过产生的积碳来体现的，积碳的大小决　定了油品在气缸中的结炭倾向，积碳越大，结炭倾向　就越大，反之亦同。如果油品粘度越大，会导致产生　油过量，使得多余的油淤积在活塞环后的槽，受到温　度的压缩影响，变炭化稠化，这样就堵塞了活塞环的　运转路径，使气缸与活塞的气密性降低，造成气体外　泄，对气缸外延的润滑油产生破坏，使得气缸壁与活　塞环相互磨损。而过来那些润滑油本身具有污染性，　压缩了的气体会带走一部分润滑油，污染了机身排气　阀，又因为排气阀的温度是相对较高的，使得润滑油　在排气阀上焦化了，最终导致气阀无法全部关闭起　来，整体的排气量就减少了，压缩机将消耗更多的功　７４　ｏ中闽高新技术企业２０１　１．０１　率，气阀的阀片就容易被损坏。　２．空气中的异物。气体中会存在多种污染源，如　铁锈以及腐蚀性的物质。这些污染物有可能在以往的　气阀故障维修后遗留下来，会对气阀各类零件造成磨　损。解决这种情况，就要做好日常检查，控制每一个　分离器及入口管的入口，防止气阀的内侧受到大气流　的腐蚀。由于这些原因还会造成诸如气阀中心紧固、　气阀阀座密封垫片失效、弹簧片故障、螺栓断裂、阀　片故障等情况发生。以下笔者进而对弹簧片故障的诊　断方法做了说明。　（二）弹簧片故障的诊断方法　设备中的弹簧片在各大零件中，所占的地方小，　但是它的作用是不容忽视的。如果气阀的弹簧片，长　期处于被拉伸和压缩的环境，其在运行过程中，升　程缓冲了阀片的运转速度以及限制了限制器对机器　的撞击；在回程中，对阀片的自动回位有很大的辅助　作用，并且在一定程度上保证了通道的密封。一般弹　簧片会引起失效，这是由于被折断或是其弹性有所改　变，导致阀片不能正常启闭。选用弹性好并定期更换　新的弹簧片是相对便捷的方法。　四、结语　本文对往复式天然气压缩机的常见故障做了分析，　在此基础上，笔者提出几点建议：一定要对天然气进　行精度过滤，确保气质洁净；在阀片、弹簧片等选择　上要选材合适；要尽量降低排气温度，确保冷却系统　工作正常。润滑油的使用量、粘度等都要控制好；对　于易损部件要进行定期的维护保养。ｏ　参考文献　【１】吴军超．往复活塞式压缩机常见故障的分析Ｕ］．化工装　备技术，２００７，（４）．　ｆ２］魏存祥，胥勋才，骆敏珠，冯丞科．往复式天然气压缩机故　障诊断方法Ｕ１＿天然气技术，２００９，（５）　『３周健成．低温天然气往复式压缩机气阀故障判断的新方　３］法Ⅱ】．状态检测与诊断技术，２０１０，（５）．　『４］鲍雨梅，盛颂恩，孙礼弘．往复式压缩机故障诊断专家系　统知识库设计卟机械工程师，２００３，（２ｌ　（责任编辑：耿春芳）