浅谈10万吨/年甲醇装置焦炉气压缩机的常见故障

关键词：易损件焦炉装置

2009年初, 定州天鹭新能源有限公司 (以下简称天鹭公司) 一期、二期两套10万吨/年甲醇装置系统投产, 目前两套甲醇装置生产稳定。其中, 焦炉气压缩机以故障频率高、易损件种类繁多、维修量大而闻名。天鹭公司的焦炉气压缩机系活塞式压缩机, 依靠气缸内活塞的往复运动来压缩气体 (焦炉煤气) 。在日常管理上, 因为维护维修、操作不当, 使压缩机在短时间就必须停车检修, 甚至发生重大设备事故。

一、焦炉气压缩机的各部件损坏方式及维修方法

主要零部件指焦炉气压缩机的气缸、活塞、曲轴、连杆、十字头、活塞杆、活塞环、气阀、填料函等。

1. 气阀盖和气缸盖:

气缸盖主要失效形式是开裂, 气缸内有异物时, 活塞运动会撞击气缸造成气缸裂纹或破碎。气阀盖主要是泄露, 当螺栓预紧力不够时易产生震动, 产生漏气。

2. 活塞环:

活塞环是最常更换的易损件, 每次小或中修必须检查更换, 活塞环主要失效方式是磨损变薄或断裂。活塞环在运动中承受摩擦和高温, 极易损坏。活塞环的安装要注意几个间隙, 如活塞环的背隙, 侧隙等。间隙调好课有效提高活塞环使用寿命。

3. 气缸:

气缸内有活塞在往复运动, 造成气缸的磨损。有块状磨损和条状磨损。磨损最常见的位置是活塞下部和侧下面。磨损形状随着形式的不同, 其引起的原因是不一样的。通常说的锥形气缸, 就是活塞上止点位置比下止点位置磨损量大造成。平常说的缸肩, 就是由于在缸壁上部不与活塞环接触的部位没有磨损形成的。这些磨损属于正常磨损。

4. 活塞:

活塞在工作中主要磨损活塞的环槽和外圆。活塞在作往复运动时, 活塞环在环槽中也在左右撞击, 加上气体中的液体或润滑油的作用, 容易使环槽磨损。正常活塞上有支撑环, 当支撑环磨损没有及时发现时, 就会磨损活塞, 主要是活塞下部远端。

5. 曲轴:

曲轴一般由合金结构钢35Cr Mo锻制精加工而成。曲轴有空心结构和实心结构。曲轴损伤多是由于轴瓦间隙过大或过小, 轴瓦损坏造成磨损, 当达到疲劳极限有裂纹时也易发生折断。一般连杆轴颈磨损比主轴颈快, 磨损几率大, 磨损后撞击音大, 容易辨识。其次主轴颈磨损后果非常严重, 轴颈磨损后的修复可采用低温焊或激光焊工艺处理。

6. 气阀:

阀片的损坏形式有断裂与磨损。现在气阀考无油润滑, 阀体一般采用45/Ni-P防锈材料。弹簧采用不锈钢耐酸弹簧钢丝17-7PH材料, 有较高的耐腐蚀和抗疲劳性能。气阀出现质量问题可能出现如下现象:1吸气阀室发生异常声音, 可能是吸排气阀发生泄漏;2二级排气温度过高, 可能是进气或排气阀片卡死;3一级排气温度异常升高, 可能是二级吸气阀不良产生升压;4一级吸气温度异常升高, 可能是一级吸气阀不良产生逆流;5排气压力异常排气压力异常升高, 可能是排气阀异常所致;

7. 活塞杆:

活塞杆在压缩机运行时承受的载荷属于交变载荷, 交变载荷容易使活塞杆达到疲劳极限产生裂纹或断裂。因此活塞杆一般为电渣重熔冶炼钢42Cr Mo E材料制成, 经调制处理, 气摩擦工作表面经高频淬火处理, 有较高的综合机械性能和耐磨性。

8. 曲轴轴瓦的主要故障表现是磨损、剥落和烧融。

连杆大头瓦的磨损是由于收到变相载荷, 容易出现疲劳, 当润滑不良时, 会出现因断油导致的烧瓦, 严重时会拉伤曲轴, 轴瓦的损伤前期会有小坑, 造成润滑面减小, 后出现裂纹, 直至导致合金层剥落。

9. 填料函:

也是最常见的易损件。填料装配式应注意装配间隙, 弹簧紧力, 密封环的安装方向等, 这些直接影响直接影响焦炉气压缩机的密封性和填料以及活塞杆的使用寿命。当发现损伤时直接更换。

二、为了确保焦炉气压缩机长周期正常运行, 除定期维护检修外, 日常的巡回检查也很重要。

一般压缩机会安装很多温度压力差压表等实时监控压缩机运行情况, 操作工不但要实时监控个仪表数据, 通常还用望、闻、问、切的方法来检查。

1. 望—眼睛的观看是最直接的方法;

一般查看的是油箱油位, 查看现场温度表是否超温, 压力表压力是否超过正常工况值。查看有无漏油漏气漏水。有无冻堵, 有无震动等。

2. 闻—就是现场听压缩机发出的声音。

正常工况的压缩机声音应该是有节奏的, 当发生漏气时会有漏气的声音, 当活塞锁母松动时或气缸内有异物时气缸会有撞击声, 当轴瓦间隙过大时曲轴箱也会有撞击声。通过制作专用的听针等工具可听出气阀发片的运行状况。如阀片断裂, 螺栓松动等。例如:2009年5月20日, 甲醇二期2#焦炉气压缩机三段缸有异响, 维修检查发现活塞螺母松动。

3. 问-即查看各仪表变化。

问是一个互动, 压缩机通过各仪表, 各连锁检测数据给操作人员查看, 操作工通过仪表数值的变化分析压缩机出现的问题及原因。

4. 切--用摸的方法, 可以感知机器震动和温度。

但是一定要注意安全, 一般正常运行时用红外线测温仪测量。在检查填料活塞杆等摩擦部位时更要注意安全一般温度不高是可用手直接摸, 如气缸盖等, 温度较高或运动部件用测温仪, 如排气阀盖, 活塞杆等。传动部件的振动会在压缩机有缺陷是加速断裂或泄露。但是, 望闻问切这几种方法不是孤立的, 我们在观察判断设备是往往综合地用各种方法分析, 以得出正确的结论, 指导维护生产。