對(duì)特種壓縮機(jī)中曲軸箱隔離罩破裂原因的分析

黃青松　胡學(xué)驥

摘 要：特種壓縮機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)控，并恰當(dāng)?shù)倪M(jìn)行分析，了解特種壓縮機(jī)的實(shí)際狀況。特種壓縮機(jī)停機(jī)之后，氣缸和管路中會(huì)具備高壓氣體，為了使二者達(dá)到平衡狀態(tài)，應(yīng)用了增加緩沖容器的方法，這樣一來(lái)，隔離罩的壓力就會(huì)降低，避免了破裂的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：特種壓縮機(jī)；曲軸箱；隔離罩；破裂

引言

對(duì)于高端SF6氣體回收應(yīng)用，無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，使用的設(shè)備多為瑞士Haug壓縮機(jī)，對(duì)于此種壓縮機(jī)，不會(huì)產(chǎn)生摩擦，使用中不需要進(jìn)行維護(hù)，驅(qū)動(dòng)方式為耦合，無(wú)論是處于運(yùn)行狀態(tài)還是處于停機(jī)狀態(tài)，氣體的總泄漏比較小，而且長(zhǎng)期保持在一個(gè)數(shù)值上，對(duì)于SF6氣體回收應(yīng)用的要求，此種壓縮機(jī) 非常好的滿足。公司生產(chǎn)的以此壓縮機(jī)為主要部件的回收設(shè)備高端產(chǎn)品，使用過(guò)程均為正常使用，4-5個(gè)月之后，隔離罩上出現(xiàn)了破裂的現(xiàn)象，為此，對(duì)其展開(kāi)維修，維修時(shí)，分析了破裂發(fā)生的原因，同時(shí)，對(duì)維修措施進(jìn)行了改進(jìn)。

1 故障現(xiàn)象

1.1 氣體回收流程

起初，SF6氣體處于開(kāi)關(guān)氣室中，當(dāng)啟動(dòng)回收功能之后，SF6氣體開(kāi)始向壓縮機(jī)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的路線為過(guò)濾器、單向閥、減壓器，經(jīng)過(guò)這三個(gè)設(shè)備之后，最終進(jìn)入到壓縮機(jī)中，通過(guò)加壓作用，將其中的水分和雜質(zhì)過(guò)濾掉，儲(chǔ)存在儲(chǔ)液罐內(nèi)。

1.2 壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)

壓縮機(jī)開(kāi)始工作之后，外部磁塊首先被驅(qū)動(dòng)，隨后，內(nèi)部磁塊開(kāi)始接收動(dòng)力，接收的方式為非接觸式，在接收的過(guò)程中，會(huì)將動(dòng)力傳至主軸，使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由此，活塞就會(huì)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，范圍是氣缸內(nèi)，運(yùn)動(dòng)形式是循環(huán)往復(fù)。對(duì)于氣室內(nèi)的隔離罩，為了保證氣體泄漏值的統(tǒng)一性，實(shí)行靜密封處理。

1.3 隔離罩破裂過(guò)程

隔離罩破裂是在停機(jī)狀態(tài)下突然發(fā)生的，進(jìn)而導(dǎo)致SF6氣體發(fā)生泄漏，殘存與系統(tǒng)當(dāng)中，回收裝置受其影響，工作無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。這個(gè)過(guò)程中，處于儲(chǔ)液罐內(nèi)的SF6氣體壓力為2.0-2.5MPa。

2 原因分析

當(dāng)發(fā)現(xiàn)此故障之后，及時(shí)的與壓縮機(jī)的生產(chǎn)廠家取得聯(lián)系，對(duì)故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行充分的分析。

對(duì)于此壓縮機(jī)，活塞在進(jìn)行工作時(shí)，主要依靠主軸來(lái)帶動(dòng)，而主軸的驅(qū)動(dòng)由耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。在對(duì)隔離罩進(jìn)行密封時(shí)，為了保證氣體泄漏值，采取了靜密封的方式。當(dāng)正常工作的狀態(tài)下，壓縮機(jī)的運(yùn)行要處于良好的運(yùn)行情況中，為了保證運(yùn)行的狀況，需要在啟動(dòng)的瞬間實(shí)現(xiàn)壓力的相對(duì)平衡，這兩個(gè)壓力一個(gè)是各個(gè)氣缸內(nèi)的壓力，另一個(gè)是進(jìn)氣口的壓力，因此，在氣缸與進(jìn)氣口中，會(huì)設(shè)置電磁閥MV1，且保持在常開(kāi)的狀態(tài)。

在壓縮機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)將電磁閥MV1關(guān)閉，并通過(guò)進(jìn)氣口向壓縮機(jī)氣缸內(nèi)部注入六氟化硫氣體，這樣氣體就能夠通過(guò)一級(jí)、二級(jí)壓縮后，在高溫高壓的環(huán)境當(dāng)中僅散熱管排除壓縮機(jī)氣缸。在壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)，將電磁閥MV1打開(kāi)，這樣就能夠使壓縮氣缸內(nèi)和散熱管當(dāng)中的六氟化硫氣體的氣壓迅速進(jìn)入進(jìn)氣口，使得壓縮機(jī)內(nèi)部的氣壓和進(jìn)氣口的氣壓能夠保持在均衡狀態(tài)下。

在正常運(yùn)行時(shí)，一般在二級(jí)氣缸內(nèi)的六氟化硫氣體所承受的壓強(qiáng)最大，最高時(shí)能夠達(dá)到5.0MPa。在壓縮機(jī)停止運(yùn)行的一瞬間，高壓狀態(tài)下的氣體會(huì)通過(guò)電磁閥的調(diào)節(jié)作用迅速進(jìn)入進(jìn)氣口，但因?yàn)檫M(jìn)氣口的通道本身直徑較小，所能夠容納下的氣體體積較小，因此在隔離罩的內(nèi)部氣壓還是可以達(dá)到2MPa左右。同時(shí)由于壓縮機(jī)的正常吸氣氣壓是在小于0.5MPa范圍內(nèi)，這也就造成進(jìn)氣口壓力過(guò)大，影響其使用壽命，同時(shí)由于隔離罩本身屬于特種塑料制品，在長(zhǎng)時(shí)間保持在1MPa壓力以上時(shí)就容易發(fā)生破裂情況，對(duì)整個(gè)壓縮機(jī)噪聲損傷。

3 改進(jìn)措施

3.1 解決方案

采用的解決方案主要是在壓縮機(jī)內(nèi)常用的電磁閥MV1和低壓管通路之間加裝一個(gè)緩沖設(shè)備，這一設(shè)備具有一定的氣體容積，能夠起到緩解氣壓的作用，同時(shí)還需要在緩沖設(shè)備上加裝安全閥，安全閥的開(kāi)啟壓力設(shè)定為0.85MPa。

在回收的過(guò)程中，壓縮機(jī)上的電磁閥處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)能夠正?；厥?；待停機(jī)之后，高壓氣體就能夠通過(guò)電磁閥和緩沖設(shè)備上的安全閥實(shí)現(xiàn)減壓的目的，提高壓縮機(jī)的使用壽命。

3.2 方案和優(yōu)點(diǎn)

首先，安裝緩沖設(shè)備后，壓縮機(jī)內(nèi)在停機(jī)瞬間所達(dá)到的平衡壓強(qiáng)小于0.5MPa。

其次，緩沖設(shè)備上安裝的為單向閥門(mén)，可以避免停機(jī)瞬間發(fā)生氣體回流情況，導(dǎo)致回收不干凈。

再次，緩沖設(shè)備上的安全閥能夠在壓縮機(jī)內(nèi)的氣體壓強(qiáng)大于0.85MPa時(shí)同樣開(kāi)啟，這樣就能夠進(jìn)一步保證隔離罩的安全。

最后，緩沖設(shè)備是安裝在減壓器前方的，這樣即能夠保證氣體平衡后的壓強(qiáng)，同時(shí)也能夠進(jìn)氣口出的氣體壓強(qiáng)。

3.3 緩沖容器容計(jì)算

在壓縮機(jī)停機(jī)的一瞬間，其一級(jí)和二級(jí)壓縮氣缸內(nèi)的氣體就會(huì)進(jìn)入緩沖設(shè)備當(dāng)中，保證壓縮機(jī)內(nèi)氣體平衡；而如果平衡后的氣壓處于隔離罩的承受范圍，則會(huì)引發(fā)隔離罩不會(huì)破裂。

其根據(jù)質(zhì)量守恒定律：

上述公式當(dāng)中的？籽P1代表了運(yùn)行過(guò)程中一級(jí)氣缸內(nèi)壓力在P1時(shí)六氟化硫氣體的密度；？籽P2代表了運(yùn)行過(guò)程中二級(jí)氣缸內(nèi)壓力在P2時(shí)六氟化硫氣體的密度；？籽P3代表了運(yùn)行過(guò)程中緩沖設(shè)備內(nèi)壓力在P3時(shí)六氟化硫氣體的密度；？籽P4代表了在停機(jī)氣體平衡狀態(tài)下緩沖設(shè)備內(nèi)壓強(qiáng)在P4時(shí)六氟化硫氣體的密度。V1代表一級(jí)氣缸和散熱管的容積；V2代表二級(jí)氣缸和散熱管的容積；V3代表緩沖設(shè)備容積。根據(jù)壓縮機(jī)本身極限狀態(tài)要求（P4？燮0.85MPa），并與六氟化硫氣體的密度進(jìn)行對(duì)比，得到緩沖設(shè)備的容積：

經(jīng)過(guò)實(shí)際計(jì)算后得出緩沖設(shè)備容積應(yīng)為6.4L。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的修改，加裝了緩沖設(shè)備，這樣就能夠在壓縮機(jī)停止運(yùn)行時(shí)保證其內(nèi)部氣壓的穩(wěn)定，并且保證其內(nèi)部氣壓能夠在隔離罩承受范圍內(nèi)，避免隔離罩發(fā)生破損。

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