L8－60/8压缩机运行不稳原因分析*

2013-08-21李玉秀王中林

机械研究与应用 2013年1期

李玉秀，王中林

(辽宁石油化工大学顺华能源学院，辽宁抚顺 113001)

1 引言

在一些企业的动力厂空压站中，经常采用几台L8－60/8压缩机配合使用，供企业生产动力用风。L8－60/8压缩机为L型、二级、双缸、双作用水冷式活塞压缩机，输送介质为空气，排气量每分钟60m3，最高排气压力0.8MPa(表压)，几台同型号压缩机的配合使用，可很好的协调生产用风，减小浪费。

空气经一级气缸压缩后，一级排气温度可达120～160℃，一级排气压力达到0.2MPa(绝压)，压缩后的高温气体经冷却后，温度降至50℃左右，压缩空气中会有部分水蒸汽冷凝析出，冷却后的气体进入二级气缸继续压缩。在生产中经常发现，压缩机常因二级排气温度高于160℃而运行不稳，频繁跳车，影响企业的正常生产。检查中发现造成压缩机运行不稳的主要参数是二级排气温度，联系气体压缩工艺流程，对产生运行不稳的主要原因进行分析并提出解决措施。

2 气体通道中存在的问题

2.1 气阀漏气

L8－60/8压缩机的气阀是环状阀，气阀是气体进出空压机的通道，阀片的密封性能关系到压缩机能否稳定运行。气阀是易损件，极易出现因阀片闭合不严而漏气。泄露最终会影响排气温度的升高。图1为气阀工作原理图，由图可看出影响气阀密封性能的因素有阀片、弹簧。

阀片影响气阀泄露的原因是疲劳损坏或磨损。一方面由于阀片承受着频繁的撞击，阀片及易产生疲劳损坏;另一方面环状阀片与升程限制器及阀座工作面之间产生的摩擦磨损，可减弱阀片强度，降低使用寿命，引起阀片的磨损而产生漏气。还有如阀片翘曲等原素而导致的阀片闭合不严而漏气。

图1 气阀工作原理图

弹簧影响气阀泄露的原因:弹簧从阀片全闭到全启，其载荷由预压缩力变化到最大压缩力，承受脉动循环载荷，引起疲劳破坏。当一个阀片下的几个弹簧弹力降低或失效，都会引起阀片的倾斜，导致阀片闭合不严而漏气。

阀片损坏和弹簧失效这两种故障常常互为因果关系，阀片损坏可导致弹簧失效速度加快;弹簧失效使得阀片对升程限制器和阀座的冲击速度和撞击力增大，导致阀片碎裂。这些因素都将引起气阀的泄露，从而使排气温度升高。主要原因:吸气阀漏气，导致已吸入气缸的气体在活塞返程时向进气管回流，减少进气量，同时排气量也有所下降，气缸内温度升高，造成排气温度升高;而排气阀漏气，会减少排气量和进气量，使排气管路内被压缩的高温高压气体倒流，使气缸内压缩气体温度升高，排气温度上升。如果是二级排气阀漏气，排气温度升高则更加明显。

2.2 气体走短路

L8－60/8压缩机的中间冷却器是管板式换热器，冷却水走管程，压缩空气走壳程。当与一级气缸连接的挡板处密封垫脱落或挡板焊缝开裂时，部分压缩空气将不经中间冷却器充分冷却直接短路进入二级气缸，造成二级气缸进气温度过高，使二级排气温度剧增。

2.3 缸内气体串气

压缩机的活塞环是铸铁材质，活塞环易磨损，这将导致空压机缸内密封效果变差，处在压缩过程一侧的高温高压气体将通过活塞环与缸壁的间隙漏人低压一侧，导致气缸工作腔内部发生串气。高温高压气体意外进入将使进气温度升高，从而导致排气温度升高。

2.4 冷却效果差

压缩机的冷却水管路采用串联系统，空压机经长时间运行后，缸体中间水套内存在较多水垢和淤泥，降低了换热效果，一级排气温度得不到有效降低。中间冷却器的管束堵塞造成冷却水流量减小，使有用冷却面积减少，冷却效果降低，因此二级进气温度高于设计进气温度，而且冷却水入口温度高，换热效率低，引起二级排气温度也升高。后部冷却器壳程内的冷凝水排放不及时，引起积水过多，使二级排气受阻，排气不畅，排气管路内背压升高，引起排气压力随之升高，因此二级排气温度进一步升高，引起运行不稳，压缩机频繁跳车。

3 解决措施

3.1 定期巡检及更换易损件

要求操作工做到勤检查，利用工具——听棒对气阀进行听诊。气阀运行声响清脆，说明气阀零件正常，若听到“嘶嘶”的尖叫声，阀片可能损坏或气阀漏气。经常摸一摸阀压盖，如果阀压盖烫手，则表示温度较高，可判断为气阀漏气或已损坏。对损坏的气阀必须及时进行检修或者更换。每次安装新的气阀，弹簧要求统一更换，而且必须认真检查每个弹簧的性能，保证气阀正常工作。

定期更换活塞环，保证缸内间隙不超标，提高气缸体内的密封效果，防止压缩空气在缸体内部串气。

定期更换中间冷却器的密封垫，确保一级气缸内出来的压缩空气全部经过中间冷却器，避免压缩空气短路。同时，定期对冷却器进行解体清洗，定期排放冷却器内积水，提高设备的冷却效果。

3.2 改造冷却管路

改造前压缩机的冷却水管路采用串联系统，冷却水先进入一级气缸，然后进入中间冷却器，接着是二级气缸，最后是后部冷却器。经中间冷却器换热后的冷却水温度升高，进入二级气缸水套，冷却效果明显不好。

改造后，采用冷却水管路并联，即气缸和冷却器都有独立的冷却管路有各自的进水阀控制水流速度，而且每条冷却管路的出口都安装在一个水槽上，可随时用手感觉排水温度，及时发现冷却效果的好坏，准确判断影响二级排气温度升高的原因。改造后每条冷却管路的冷却效果很好，一级排气温度降到50℃，二级排气温度降到110℃，保证压缩机稳定运行。

另外针对缸体水套内存在较多水垢和淤泥，冷却水流动不畅，冷却效果不好的现象，应定期对水套进行冲洗，减少水垢和淤泥的大量沉积，提高换热效果。