亭子口1号中压空压机故障分析及处理

成伟平

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)



亭子口1号中压空压机故障分析及处理

成伟平

(嘉陵江亭子口水利水电开发有限公司，四川 苍溪，628400)

亭子口公司1号中压空压机在长时间启动打压过程中，反复出现二级安全阀动作，三级气缸端盖温度高且有严重烧焦痕迹，三级气缸金属密封垫烧坏，1号空压机报故障。经过多次原因分析与处理，问题得到了解决，保证了机组的安全稳定运行。

亭子口水电站 中压空压机 故障分析 处理措施

1 空压机工作原理

亭子口中压气系统安装的两台由康普艾公司生产的H5317型压缩机，是一种小型三级四缸往复式压缩机，冷却方式为风冷，排气量为2.0m3，排气压力为8.0MPa，转速为735r/min，主要作用是给4台调速器油压装置供气。其基本原理为：空气通过进气滤清器和进气电磁阀进入第一气缸，在气缸内压缩至0.45MPa～0.51MPa，并通过排气阀将空气排到中间冷却器，由风扇使压缩空气在中间冷却器的翅片管中散热、冷却；冷却空气通过第二级进气阀进入第二级气缸，在气缸内被进一步压缩至2.2MPa～2.5MPa；再经第二级排气阀、第二级中间冷却器、冷凝槽和第三级进气阀进入第三级气缸，被压缩至最终额定压力8.0MPa，最后经后冷却器和冷凝水分离器排到外部系统(图1)。

图1 H5317型压缩机系统工作原理

2 1号空压机首次故障分析与处理

2013年8月12日，亭子口2号机组进行建压试验。在建压过程中，发现1号中压空压机二级安全阀动作，三级气缸端盖温度高且有严重烧焦痕迹，三级气缸金属密封垫烧坏，1号空压机报故障。事故后仅剩一台空压机对机组调速器油压装置进行补气，对机组的安全运行带来重大隐患。

经检查分析，产生此次故障的原因可能为曲轴箱润滑油乳化严重，导致压缩气缸润滑冷却效果差，空压机长时间连续运行导致三级气缸温度过高，最终造成三级气缸严重烧焦、气缸金属密封垫烧坏。

针对故障原因采取了如下处理：(1)对二级安全阀进行了更换；(2)对三级气缸端盖进行了修复处理，更换了三级气缸金属密封垫；(3)清洗曲轴箱并更换了中压空压机专用润滑油；(4)对气管进行了检查，确认管路气流畅通、无堵塞。

3 1号空压机再次故障处理

1号空压机经过首次故障分析与处理后，试运行仍存在相同故障。经分析认为可能为三级气阀安装不到位，密封面受力不均匀，在经过长时间运行后，三级气阀阀板密封端面出现压痕，致使三级吸气阀片关闭不严，压缩后的高压气不能顺利排出，部分高压气回流，使三级高压气体进入二级冷却器，使三级气阀和二级冷却器温度过高。

针对上述情况，按以下步骤拆卸和清洁了环状气阀，并更换了三级气阀阀板：(1)拆下卸载装置的管道，拆下卸载装置的螺栓，从气缸盖上拆下卸载装置；(2)松开气阀螺母，然后拆下气缸盖螺栓，并从气缸上拆下气缸盖；(3)为了方便阀拆卸，在阀座两个带螺纹口中旋入两个螺栓，在台钳上夹紧螺栓，拆下锁紧螺母和六角螺母。注意气阀部件安装和更换方法顺序和位置与拆卸相同，拆装阀部件时要小心，不要产生刻痕、划伤或者弯曲阀部件的现象；(4)轻轻刮阀件，用鬃刷清洁阀片，用阻燃安全溶剂清除污垢、油污或者积碳；(5)以正确的顺序和位置重新安装新的阀件，确保阀片、弹簧片位于阀座的中心位置，重新放好阀螺栓上的螺母和垫圈，按照技术要求力矩拧紧气阀螺母；(6)在重新安装气阀前，刮去气阀螺栓垫圈上旧的密封胶并上新密封胶，以防止空气泄漏。并按照气阀拧紧力矩的下限拧紧气阀，即螺母不要拧得太紧(因为会使弹簧和阀板变形，引起气阀泄漏)。气阀在气缸盖中重新安装后，检查阀片能否上下运动，确保气阀能正常工作；(7)重新安装气缸盖垫片、气缸盖。

4 1号空压机第3次故障处理

经过再次处理1号空压机，短时间内投运后又出现故障。经过对气缸端盖法兰面精密检查后确认，1号空压机反复出现此故障的最终原因为法兰面加工不平，当空压机加载时，高压气体就会冲破局部不平面密封垫，产生微量的高压气体泄漏，高压气流在空压机长时间运行的情况下，空压机三级气缸温度会越来越高，当达到一定温度时，泄漏的微量高压高温气流就会损坏金属密封，随着密封垫烧毁面积的不断扩大，最终烧毁三级气缸端盖的密封，形成大面积强烈的高温高压气流泄漏。部分三级高压气体进入二级冷却器，由于三级高压气体压力比二级安全阀整定值压力高，最终导致二级安全阀动作。

针对以上情况作了如下处理：(1)对三级气缸法兰面进行了修刮及清洗处理；(2)更换了新的三级气缸盖；(3)更换了新的耐高温、高压的中压空压机专用金属密封垫。

通过此次处理后，1号中压空压机未再出现该故障，问题得到了彻底解决，空压机恢复正常运行。

5 结语

亭子口水力发电厂1号中压空压机在长时间启动打压过程中，反复出现二级安全阀动作、三级气缸端盖温度高且有严重烧焦、三级气缸金属密封垫烧坏的故障。经过对相应问题的详细分析和处理，最终确定造成空压机故障的原因为空压机三级气缸端盖法兰面不平。处理中更换了加工合格的中压空压机三级气缸端盖，使其端盖法兰面密封良好，空压机得以恢复正常运行，处理效果显著，确保了中压空压机系统的可靠、稳定，保证了机组的安全稳定运行。

成伟平(1982.01-)，男，重庆市人，本科，助理工程师，从事水电站机械设备检修技术管理工作多年。

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2095-1809(2015)06-0016-02