论文部分内容阅读
【摘要】往复式空气压缩机有其工作特点，工作期间出现的故障需要及时的处理。本文研究了往复式压缩机的基本问题和故障问题，分析了处理故障的对策。
【关键词】往复式；空气压缩机；故障；处理
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
往复式空气压缩机在众多领域都运用广泛，给人们的生产生活带了很多的便利，但是运用过程中出现的问题也为人们带来了很多的困扰，分析出往复式空气压缩机出现的故障，并提出可行性的分析对策极其重要。
二、往复式空气压缩机
往复式空气压缩机是变容式压缩机。这种压缩机将封闭在一个密闭空间内的空气逐次压缩从而提高其气压。往复式空气压缩机以气缸内的一个活塞作为压缩位移的原件来完成以上的压缩过程。当压缩过程仅靠活塞的一侧来完成时，该往复式空气压缩机称为单作用空气压缩机，如果靠活塞的两头来完成时称为双作用空气压缩机。往复式空气压缩机每一个气缸上有许多弹簧式阀门，只有当阀门两侧的压差达到一定值后阀门才会打开。当气缸内的压力略低于进气压力时，进气阀门打开，当气缸内压力略高于排气压力时排气阀门打开。如果压缩过程由一个气缸或一组单级的气缸完成时，该空气压缩机称为单级空气压缩机。许多实际使用工况要超过单级空气压缩机的能力。压缩比大小( 排气/进气压力) 会引起排气温度过热或其他设计上的问题。许多功率超过75kW的往复式空气压缩机被设计为多级机组，压缩过程由双级或多级组成，级与级之间一般有冷却功能以降低
进入下一级气温。往复式空气压缩机有喷油和无油两种，在压力和气量上有广泛选择余地。往复式压缩机的特点是无论流量大小，都能达到所需要的压力，在气量调节时，排气压力几乎不变，效率比较高，因此说往复式压缩机的应用范围最广。但也有缺点，即体积比较大，单机排气量一般小于500m3 /min，结构比较复杂，易损件多，维修工作量较大。
三、往复式压缩机特点
1、由于设计原理的关系，就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多，有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等；比如受力不均衡，没有办法控制往复惯性力；比如需要多级压缩，结构复杂；再比如由于是往复运动，压缩空气不是连续排出、有脉动等。
2、但是活塞压缩机另一個特点也非常突出，它是最早设计、制造并得到应用的压缩机，也是应用范围最广，制造工艺最成熟的压缩机。即使是现在，活塞压缩机仍然在大量得到使用。
四、往复式压缩机故障诊断应注意的问题
近年来往复式压缩机的故障诊断技术不断发展,推陈出新, 在实际运用中也积累了不少成功的经验, 但往复式压缩机的在线状态监测及故障诊断仍是目前研究的热点和难点, 在进行故障诊断要注意以下几点:
1、小波分析、人工智能理论等多种分析技术相结合。由于往复式压缩机结构复杂, 振动激励源多, 被测信号中干扰噪声多, 且存在严重非平稳性和非线性性,因此应注重非线性、非定常信号的处理。
2、故障监测准确率不高。往复式压缩机故障在线监测获取的故障信息一般都是间接采集获得, 都带有一定程度的不确定性, 常会出现误诊。
3、一些典型故障仍不能诊断。活塞杆、曲轴、连杆断裂预测或存在裂纹诊断仍缺乏有效手段。国外文献提出, 用应变传感器监测曲轴每一转是否有逆向载荷来判断活塞杆中的缺陷, 其准确性和可靠性仍值得研究。
4、系统诊断方法单一, 专家系统知识库急需充实。往复式压缩机故障诊断实例很多都无法有效地表达成通用的诊断规则, 故往复式压缩机故障诊断的专家系统知识库急需充实。
五、往复式空气压缩机常见故障及处理
1、排气量不足
排气量不足是指与往复式压缩机的设计气量而言。主要有以下几个因素。
（一）吸入气阀的阻力:压缩机的吸入气阀应在一定程度上有抵抗气体压力的能力，并且只有在缸内的压力稍低于进口管中的气体压力时才开启。如果吸入气阀的阻力大于平常的阻力，开启速度就会迟缓，进入气缸的气量也会减少，压缩机的生产能力也由此降低。若入口过滤器积垢堵塞，使吸入气阀的阻力增大，也会影塞与气缸之间沿圆周的间隙应符合设计要求，对于铸铁活塞，间隙值为（0.8-0.12）‰D；对于铸铝活塞，间隙值为（1.6-2.4）‰D（D为气径直径单位mm）。在活塞环安装时，相邻两活塞环的搭接口应错开120°，且尽量避开进气口。活塞环与气缸要贴合良好，活塞环外径与气缸接触线不得小于周长的60%，或者在整个圆周上，漏光不多于两处，每处弧长不大于45°，漏光处的径向间隙不大于0.05mm。
（二）因填料函不严，产生漏气使气量降低，造成高低压窜气、曲轴箱压力过高、压缩机耗油过多，这一问题还会使泄漏的气量进入油箱导致润滑油起泡沫，影响润滑油效果；如果泄漏量大，油箱缺油，在气量的作用下，润滑油也不能及时加入，造成非计划停车。究其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；因此在安装时，要保证填料函中心线与活塞杆中心线一致，对于组合式密封填料，各圈填料开口应均匀错开组装。
（三）吸入气体的温度：压缩机气缸的容积虽恒定不变，但如果吸入气体的温度高，则吸入气缸内部气体密度就会减小，单位时间吸入气体的质量的减少，导致压缩机的生产能力降低。压缩机在夏天的生产能力一般比冬天低就是这个原因。另外，在进口管中的气体温度虽然不高，但如果气缸冷却不好，使进入气阀室的气体温度过高，也会使气体的体积膨胀，密度减小，压缩机的生产能力因此降低，造成排气量下降。
（四）气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，会影响排气量。零件属正常磨损时，应及时更换易损件，如活塞环等。若属于安装不正确，间隙留得不合理时，应按设计图纸给予纠正。如无图纸时，可取经验资料。活对排气量的影响。阀座与阀片间掉入金属碎片或其他杂物，造成关闭不严，形成漏气。这不仅影响排气量，而且还影响间级压力和温度的变化；阀座与阀片接触应连续封闭，如果不严就会漏气而影响排气量。漏气原因：
a）制造质量问题，如阀片翘曲等，在安装吸、排气阀时应对气阀进行煤油试漏（由于很多气阀都是铸铁制造，用水试漏后，很快会生锈，影响气阀的工作质量），在5min内不得有渗漏。
b）由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。
2、不正常的响声
压缩机的某些件发生故障时，将会发出异常的响声，一般情况下，操作人员是可以判别出异常的响声的。
（一）活塞与缸盖间隙过小，也就是活塞顶部的死点间隙过小，气缸内发生沉闷敲击声，在空运行时，声音加大，应按要求进行调整死点间隙至规定要求。
（二）活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣，活塞向上串动碰撞气缸盖，气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水分等均可在气缸内发出敲击声，应打开气缸缸头进行彻底检查。
3。、油压不正常
（一）油泵腔内可能有空气存在，吸入端不能产生吸力，油泵无压力。这种情况多发生在刚检修的设备，应重新充油排气。尤其是油泵大修后应将各部螺丝上紧，防止漏气，影响吸力。
（二）吸油管及油过滤网堵塞，应及时疏通。
六、结束语
对于使用往复式空气压缩机过程中出现的故障，我们需要从其运行的特性上进行分析和研究，对故障的原因有一个明晰的了解，这样才能够提出可行的对策，才能够彻底的解决往复式空气压缩机的故障。
参考文献
[1] 中国石油化工集团公司，中国石油化工股份有限公司.石油化工设备维护检修规程[M].北京：中国石化出版社.2004.
[2] 谢斌.氨用活塞压缩机常见故障及处理[J].压缩机技术.2008.
[3] 张洪滨,聂继忠.接近开关在往复压缩机上的应用[J].化工自动化及仪表.2004(02).
[4] 张琳,尤一匡,王正洪.往复压缩机在线状态监测和故障诊断系统的研究[J]. 石油和化工设备.2006(06).
【关键词】往复式；空气压缩机；故障；处理
中图分类号：U226.8+1 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
往复式空气压缩机在众多领域都运用广泛，给人们的生产生活带了很多的便利，但是运用过程中出现的问题也为人们带来了很多的困扰，分析出往复式空气压缩机出现的故障，并提出可行性的分析对策极其重要。
二、往复式空气压缩机
往复式空气压缩机是变容式压缩机。这种压缩机将封闭在一个密闭空间内的空气逐次压缩从而提高其气压。往复式空气压缩机以气缸内的一个活塞作为压缩位移的原件来完成以上的压缩过程。当压缩过程仅靠活塞的一侧来完成时，该往复式空气压缩机称为单作用空气压缩机，如果靠活塞的两头来完成时称为双作用空气压缩机。往复式空气压缩机每一个气缸上有许多弹簧式阀门，只有当阀门两侧的压差达到一定值后阀门才会打开。当气缸内的压力略低于进气压力时，进气阀门打开，当气缸内压力略高于排气压力时排气阀门打开。如果压缩过程由一个气缸或一组单级的气缸完成时，该空气压缩机称为单级空气压缩机。许多实际使用工况要超过单级空气压缩机的能力。压缩比大小( 排气/进气压力) 会引起排气温度过热或其他设计上的问题。许多功率超过75kW的往复式空气压缩机被设计为多级机组，压缩过程由双级或多级组成，级与级之间一般有冷却功能以降低
进入下一级气温。往复式空气压缩机有喷油和无油两种，在压力和气量上有广泛选择余地。往复式压缩机的特点是无论流量大小，都能达到所需要的压力，在气量调节时，排气压力几乎不变，效率比较高，因此说往复式压缩机的应用范围最广。但也有缺点，即体积比较大，单机排气量一般小于500m3 /min，结构比较复杂，易损件多，维修工作量较大。
三、往复式压缩机特点
1、由于设计原理的关系，就决定了活塞压缩机的很多特点。比如运动部件多，有进气阀、排气阀、活塞、活塞环、连杆、曲轴、轴瓦等；比如受力不均衡，没有办法控制往复惯性力；比如需要多级压缩，结构复杂；再比如由于是往复运动，压缩空气不是连续排出、有脉动等。
2、但是活塞压缩机另一個特点也非常突出，它是最早设计、制造并得到应用的压缩机，也是应用范围最广，制造工艺最成熟的压缩机。即使是现在，活塞压缩机仍然在大量得到使用。
四、往复式压缩机故障诊断应注意的问题
近年来往复式压缩机的故障诊断技术不断发展,推陈出新, 在实际运用中也积累了不少成功的经验, 但往复式压缩机的在线状态监测及故障诊断仍是目前研究的热点和难点, 在进行故障诊断要注意以下几点:
1、小波分析、人工智能理论等多种分析技术相结合。由于往复式压缩机结构复杂, 振动激励源多, 被测信号中干扰噪声多, 且存在严重非平稳性和非线性性,因此应注重非线性、非定常信号的处理。
2、故障监测准确率不高。往复式压缩机故障在线监测获取的故障信息一般都是间接采集获得, 都带有一定程度的不确定性, 常会出现误诊。
3、一些典型故障仍不能诊断。活塞杆、曲轴、连杆断裂预测或存在裂纹诊断仍缺乏有效手段。国外文献提出, 用应变传感器监测曲轴每一转是否有逆向载荷来判断活塞杆中的缺陷, 其准确性和可靠性仍值得研究。
4、系统诊断方法单一, 专家系统知识库急需充实。往复式压缩机故障诊断实例很多都无法有效地表达成通用的诊断规则, 故往复式压缩机故障诊断的专家系统知识库急需充实。
五、往复式空气压缩机常见故障及处理
1、排气量不足
排气量不足是指与往复式压缩机的设计气量而言。主要有以下几个因素。
（一）吸入气阀的阻力:压缩机的吸入气阀应在一定程度上有抵抗气体压力的能力，并且只有在缸内的压力稍低于进口管中的气体压力时才开启。如果吸入气阀的阻力大于平常的阻力，开启速度就会迟缓，进入气缸的气量也会减少，压缩机的生产能力也由此降低。若入口过滤器积垢堵塞，使吸入气阀的阻力增大，也会影塞与气缸之间沿圆周的间隙应符合设计要求，对于铸铁活塞，间隙值为（0.8-0.12）‰D；对于铸铝活塞，间隙值为（1.6-2.4）‰D（D为气径直径单位mm）。在活塞环安装时，相邻两活塞环的搭接口应错开120°，且尽量避开进气口。活塞环与气缸要贴合良好，活塞环外径与气缸接触线不得小于周长的60%，或者在整个圆周上，漏光不多于两处，每处弧长不大于45°，漏光处的径向间隙不大于0.05mm。
（二）因填料函不严，产生漏气使气量降低，造成高低压窜气、曲轴箱压力过高、压缩机耗油过多，这一问题还会使泄漏的气量进入油箱导致润滑油起泡沫，影响润滑油效果；如果泄漏量大，油箱缺油，在气量的作用下，润滑油也不能及时加入，造成非计划停车。究其原因首先是填料函本身制造时不合要求；其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料函中心对中不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；因此在安装时，要保证填料函中心线与活塞杆中心线一致，对于组合式密封填料，各圈填料开口应均匀错开组装。
（三）吸入气体的温度：压缩机气缸的容积虽恒定不变，但如果吸入气体的温度高，则吸入气缸内部气体密度就会减小，单位时间吸入气体的质量的减少，导致压缩机的生产能力降低。压缩机在夏天的生产能力一般比冬天低就是这个原因。另外，在进口管中的气体温度虽然不高，但如果气缸冷却不好，使进入气阀室的气体温度过高，也会使气体的体积膨胀，密度减小，压缩机的生产能力因此降低，造成排气量下降。
（四）气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，会影响排气量。零件属正常磨损时，应及时更换易损件，如活塞环等。若属于安装不正确，间隙留得不合理时，应按设计图纸给予纠正。如无图纸时，可取经验资料。活对排气量的影响。阀座与阀片间掉入金属碎片或其他杂物，造成关闭不严，形成漏气。这不仅影响排气量，而且还影响间级压力和温度的变化；阀座与阀片接触应连续封闭，如果不严就会漏气而影响排气量。漏气原因：
a）制造质量问题，如阀片翘曲等，在安装吸、排气阀时应对气阀进行煤油试漏（由于很多气阀都是铸铁制造，用水试漏后，很快会生锈，影响气阀的工作质量），在5min内不得有渗漏。
b）由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。
2、不正常的响声
压缩机的某些件发生故障时，将会发出异常的响声，一般情况下，操作人员是可以判别出异常的响声的。
（一）活塞与缸盖间隙过小，也就是活塞顶部的死点间隙过小，气缸内发生沉闷敲击声，在空运行时，声音加大，应按要求进行调整死点间隙至规定要求。
（二）活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣，活塞向上串动碰撞气缸盖，气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水分等均可在气缸内发出敲击声，应打开气缸缸头进行彻底检查。
3。、油压不正常
（一）油泵腔内可能有空气存在，吸入端不能产生吸力，油泵无压力。这种情况多发生在刚检修的设备，应重新充油排气。尤其是油泵大修后应将各部螺丝上紧，防止漏气，影响吸力。
（二）吸油管及油过滤网堵塞，应及时疏通。
六、结束语
对于使用往复式空气压缩机过程中出现的故障，我们需要从其运行的特性上进行分析和研究，对故障的原因有一个明晰的了解，这样才能够提出可行的对策，才能够彻底的解决往复式空气压缩机的故障。
参考文献
[1] 中国石油化工集团公司，中国石油化工股份有限公司.石油化工设备维护检修规程[M].北京：中国石化出版社.2004.
[2] 谢斌.氨用活塞压缩机常见故障及处理[J].压缩机技术.2008.
[3] 张洪滨,聂继忠.接近开关在往复压缩机上的应用[J].化工自动化及仪表.2004(02).
[4] 张琳,尤一匡,王正洪.往复压缩机在线状态监测和故障诊断系统的研究[J]. 石油和化工设备.2006(06).