化工機械設備H2壓縮機設備的故障處理策略

陳健健 顧航瑜

摘要：氫氣壓縮機操作簡便，在化工生產(chǎn)領域中得到了廣泛運用。而在氫氣壓縮機實際工作過程中，由于受到各種內(nèi)外部因素的影響，導致該設備會出現(xiàn)各種故障，影響生產(chǎn)效率。針對這一問題，化工企業(yè)運維人員需要對氫氣壓縮機常見的故障原因進行深入分析，并制定具有針對性的故障處理方案，確保氫氣壓縮機始終處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)當中。

關鍵詞：化工機械設備;H2壓縮機;故障處理

引言：

伴隨著科學技術(shù)的不斷進步，化工行業(yè)生產(chǎn)模式也發(fā)生了重大變化，化工生產(chǎn)自動化程度顯著提升。氫氣作為一種化工生產(chǎn)中經(jīng)常使用的氣體，如何確保氫氣的可靠供應是化工從業(yè)人員需要著重思考的問題。氫氣壓縮機的工作原理較為復雜，內(nèi)部還有大量機械零件，在高強度工作過程中可能會出現(xiàn)各種故障。相關從業(yè)人員需要對氫氣壓縮機出現(xiàn)的故障進行總結(jié)與分析，制定切實可行的故障維修方案，同時根據(jù)化工企業(yè)實際情況提升氫氣壓縮機運維管理水平，確?；どa(chǎn)工作能夠穩(wěn)定進行。

一、壓縮機工作原理介紹

想要深入了解氫氣壓縮機運行過程中出現(xiàn)的常見故障以及故障維修方案，先要了解氫氣壓縮機的基本工作原理以及內(nèi)部構(gòu)造。氫氣壓縮機運行過程中，氣缸內(nèi)的活塞通過往復運動快速吸入、壓縮、排出氣體。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要由汽缸、活塞以及閥門等零件組成，通過氣缸內(nèi)活塞的往復運動，使得氣缸內(nèi)的容積發(fā)生有規(guī)律的變化，外部氣體通過壓縮機內(nèi)設置的閥門流入氣缸，經(jīng)過活塞的壓縮之后氣體被排出。與其他類型壓縮機相比，氫氣壓縮機的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾方面：①工作壓力的范圍比較大。實際工作中可以依據(jù)工業(yè)生產(chǎn)實際需求使用不同型號的壓縮泵，借助這種方式對輸入氣壓以及輸出氣壓進行靈活調(diào)整[1]。②操作方式靈活多變，工作人員可以通過手動或者自動化控制方式控制氫氣壓縮機。③具有自動重啟功能。當氫氣壓縮機內(nèi)部由于各種原因而造成保壓回路壓力降低的情況，壓縮機可以自動完成重啟并對于泄漏的壓力進行快速補充，確?；芈穳毫?shù)值始終處于安全范圍。④操作安全。氫氣壓縮機選擇使用氣體進行驅(qū)動，工作過程中不會產(chǎn)生火花以及電弧，可以在一些易燃易爆環(huán)境中使用。

二、H2壓縮機故障維修具體方式

（一）聯(lián)軸器故障

聯(lián)軸器是氫氣壓縮機中十分重要的零件，常用的聯(lián)軸器包括齒式聯(lián)軸器以及彈性套柱銷聯(lián)軸器等。

齒式聯(lián)軸器常見的故障包括齒面磨損、無法嚙合以及聯(lián)軸器對螺口栓斷裂等。針對齒式聯(lián)軸器所出現(xiàn)的故障，運維人員需要檢測潤滑油的油量是否充足，如果發(fā)現(xiàn)是由于潤滑油量不足而導致齒面磨損，需要及時更換新的潤滑油。針對軸齒無法嚙合以及斷齒等問題，相關工作人員需要對氫氣壓縮機進行停車，利用專業(yè)檢測儀器檢查齒式聯(lián)軸器中哪一個位置出現(xiàn)的偏移誤差較大，通過對比齒式聯(lián)軸器主軸與減速器主軸的同軸度以及水平度數(shù)據(jù)，判斷齒式聯(lián)軸器的偏移方向，之后依照相關規(guī)定對其進行修正，確保齒輪能夠重新嚙合。

彈性套柱銷聯(lián)合器的故障主要為柱銷的磨損或者斷裂，造成這一問題的主要原因是兩個軸水平度以及同軸度誤差過大。因此相關運維人員需要先檢測聯(lián)軸器的偏移方向，其檢測方式與齒式聯(lián)軸器偏移方向檢測方式相同，判斷出柱銷偏移方向之后，依據(jù)相關標準對其進行修正。此外，柱銷老化也是造成柱銷斷裂以及磨損問題的一個重要原因，運維人員需要仔細觀察柱銷的表面狀態(tài)，判斷其老化程度，對于已經(jīng)出現(xiàn)嚴重老化的柱銷，要進行及時的更換，確保聯(lián)軸器能夠穩(wěn)定工作（如圖1所示）。

（二）潤滑油壓力過低

除了聯(lián)軸器故障之外，潤滑油壓力過低也是氫氣壓縮機常見的一種故障。氫氣壓縮機在工作過程中如果潤滑油壓力過低，會加劇設備內(nèi)部各種零件之間的磨損，嚴重影響氫氣壓縮機使用壽命，在特殊情況下還會令一些零件在工作過程中直接報廢，造成設備的突然停車。由于潤滑油壓力過低而造成的磨損，其顆粒在形狀、大小以及顆粒分布區(qū)域等方面具有一定特點，相關運維人員可以利用這一特點對氫氣壓縮機油路系統(tǒng)的密封點進行詳細檢查[2]。通過對磨損顆粒的分析確定出現(xiàn)泄漏的油路，對氫氣壓縮機內(nèi)部零件磨損程度進行評估。如果潤滑液中的不凝氣含量超過安全標準，也會出現(xiàn)潤滑油壓力過低問題。因此相關運維人員需要對氫氣壓縮機油路進行逐步拆分，判斷是否是由于油路系統(tǒng)出現(xiàn)凝氣現(xiàn)象而造成潤滑油壓力過低問題，如果是因為凝氣問題而造成此類故障，相關工作人員可以將潤滑油過濾器吸入口與回油管道的排出口相對應，借助這種方式避免壓縮機內(nèi)部管路中出現(xiàn)空氣泡沫。

（三）振動問題

目前市面上常見的氫氣壓縮機多數(shù)為往復式壓縮機。這種壓縮機在運行過程中，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復雜，各個零件之間會產(chǎn)生作用力，進而出現(xiàn)振動問題。如果振動長時間存在，會使得氫氣壓縮機內(nèi)部某些零件發(fā)生破損或變形，一旦零件破損，其動力學性能會發(fā)生明顯改變。想要妥善解決這一問題相關運維人員需要對氫氣壓縮機所出現(xiàn)的振動進行精確測量，依據(jù)測量結(jié)果分析出現(xiàn)振動問題的原因，快速準確地排除故障。而在實際工作過程中，由于氫氣壓縮機工作環(huán)境較為復雜，在很多外部因素影響下，會影響振動數(shù)據(jù)測量精度，干擾運維人員對震動問題的診斷結(jié)果。這種背景下，相關運維人員就要通過頻域以及時域等方式對振動故障進行評估，條件允許的情況下，也可以利用計算機技術(shù)將收集到的震動數(shù)據(jù)制定成表格，進而形成故障頻譜，針對頻譜中的普峰進行對比，依據(jù)普峰的高度來推斷振動故障發(fā)生的原因，這種故障診斷方式的優(yōu)勢在于數(shù)據(jù)精度高，能夠過濾掉大量干擾數(shù)據(jù)，避免外部環(huán)境對數(shù)據(jù)精度造成影響。而這種故障診斷方式的缺點在于需要投入大量資金，會導致運維成本上升。因此在實際工作中要依據(jù)企業(yè)實際情況以及氫氣壓縮機實際工作狀態(tài)，靈活選擇故障診斷方式。

（四）活塞環(huán)密封故障

氫氣壓縮機在工作過程中，活塞在缸體中快速移動，活塞桿與填料環(huán)之間會發(fā)生摩擦，一旦密封環(huán)由于摩擦而出現(xiàn)破損，會導致缸體的密封性下降，使得泄漏量超出設定標準。如果氫氣壓縮機活塞密封環(huán)長期處于破損狀態(tài)，活塞內(nèi)部以及填料腔中會出現(xiàn)大量粉塵，影響活塞的正常工作并加速氫氣壓縮機內(nèi)部零件老化[3]。

想要妥善解決這一問題，相關運維人員就要對氫氣壓縮機的參數(shù)進行靈活調(diào)整，確保其各項參數(shù)均符合設計要求，盡可能過濾掉氣體中存在的細微顆粒，如果氣體中的固體懸浮物含量過高，工作人員可以在氫氣壓縮機外部加裝氣固分離裝置，利用該裝置將氣體中的固體懸浮物過濾掉，減少氫氣壓縮機內(nèi)部零件之間的摩擦。

（五）連桿斷裂

氫氣壓縮機內(nèi)部使用的連桿以及十字頭是保障壓縮機能夠正常運行的關鍵零件，為了確保連桿以及十字頭的穩(wěn)定性，延長其使用壽命。通常情況下會使用高品質(zhì)碳鋼以及合金鋼制作連桿以及十字頭。而在實際工作中由于連桿以及十字頭零件會不斷受到?jīng)_擊，因此盡管其采用了優(yōu)質(zhì)的材料進行鍛造，但依然會出現(xiàn)裂紋。由于該零件的重要作用以及特殊性，在發(fā)現(xiàn)連桿以及十字頭出現(xiàn)裂紋之后，運維人員需要直接更換這些零件，確保氫氣壓縮機能夠穩(wěn)定運行，由于連桿和十字頭的構(gòu)造方式以及安裝位置存在差異，因此其更換方式也存在很大不同（如圖2所示）。

運維人員在更換十字頭時，需要注意以下三點內(nèi)容：①運維人員需要將中間座從中間體上拆下，十字頭可從連接法蘭口拆下更換。若中座與中體為一體化設計，可在中體測量孔內(nèi)更換十字頭。②在窗口處更換十字頭時，運維人員需要將十字頭移向窗口中間（即十字頭滑塊的中間），并沿軸線旋轉(zhuǎn)十字頭90°，使上下導軌面向兩側(cè)的窗口。然后并行退出窗口，進行維修和更換。③修理時，需要特別注意的是不要損壞滑軌工作面，對準十字頭位置，間隙符合規(guī)定要求。

運維人員在更換連桿時，需要注意以下幾點：①在啟動裝置將更換軸承套的曲軸的軸頸，旋轉(zhuǎn)至上部位置并盡量固定，以免由于滑倒造成生產(chǎn)事故。②先拆下連桿底部的連桿螺栓，用吊環(huán)螺栓掛住連桿大端蓋，然后拆下連桿頂部的連桿螺栓，用螺栓吊環(huán)拆下蓋子和瓷磚粘在一起。③使用充墨曲柄緩慢轉(zhuǎn)動曲軸，通過這種方式將連桿與曲軸軸頸分離，連桿可以拆下更換。④如果瓷磚成對制造，則需要成對更換[4]。⑤當前大連桿瓦一般為薄壁標準瓦，無須對其進行刮、磨，此外，大連桿瓦的間距必須符合相關要求。

三、結(jié)束語

化工生產(chǎn)過程中，氫氣壓縮機得到了廣泛的應用。而在氫氣壓縮機實際工作過程當中，會由于各種外部因素而出現(xiàn)故障，如果不對故障進行妥善處理，往往會帶來安全隱患。針對這一問題，相關運維人員需要詳細分析常見故障發(fā)生的原因，然后才能采取更適當?shù)拇胧┻M行維修，特別是針對連桿斷裂、密封性下降、振動問題以及聯(lián)合器故障要進行妥善處理，借助這種方式確保化工生產(chǎn)活動能夠穩(wěn)定進行。

參考文獻：

[1]庹林峰，杜秀娟，王夢瑤，杜春，張正國.氫氣壓縮機常見故障及分析[J].生物化工，2019，5（06）：40-44.

[2]李文娟.氫氣壓縮機活塞組件和氣閥故障原因分析與對策[J].湖南理工學院學報（自然科學版），2019，32（04）：42-46.

[3]朱順云，青海.循環(huán)氫氣壓縮機氣閥故障分析[J].化工管理，2018（22）：146-147.

[4]黃世凱，安智偉，孫強，王東，金春雷.往復式活塞氮氫氣壓縮機故障及排除[J].科技資訊，2015，13（07）：31.