浅谈CNG压缩机的故障原因及对策

李龙奎

（四川宏源燃气股份有限公司，四川 遂宁 629200）

浅谈CNG压缩机的故障原因及对策

李龙奎

（四川宏源燃气股份有限公司，四川 遂宁 629200）

四川宏源燃气股份有限公司于2002年建成CNG加油加气合建站，并投入使用，近些年来，随着射洪县CNG汽车逐年增多，站内压缩机由最初的两台压缩机扩容增加至3台。本文就是以天然气压缩机为例，详细的分析了其在使用过程中可能出现的故障，并分析其原因，提出相应的对策，为处理天然气压缩机的故障提供参考。

故障管理；故障排查；排除；维修

1 天然气压缩机简介

天然气压缩机（如图1）主要是用来将气态天然气进行压缩的机械设备。它被广泛应用在石油、煤气、天然气的加工、运输过程中。一般情况下，使用的压缩机主要有往复式压缩机和离心式压缩机两种。往复式压缩机主要的工作原理是利用曲柄和连杆机构带动活塞做来回往复运动，活塞在气缸内做往复运动时，气缸内的容积会随着活塞的运动而变化，从而使气缸内的气体被压缩，达到压缩气体的目的；离心式压缩机是属于透平压缩机的一种，它是可以压缩气体，提高气体的压力，减小气体体积的机械设备。本文针对往复式天然气压缩机的故障原因进行分析，并对排除故障的方法进行了阐述，希望通过以下论述能够为相关研究提供一定的理论基础，并促进往复式压缩机应用范围的进一步拓展。

2 往复式天然气压缩机故障分类管理

往复式压缩机作为一种压缩天然气的主要设备，与其他设备相比使用范围更加广泛。一般天然气压缩机对来自不同压力的天然气进行处理，承担着对其进行压缩的任务，同时它也保证了后续的深冷装置气源的充足性。根据相关调查显示，影响压缩机正常运行的因素比较多，常见的影响压缩机的因素有气阀故障、活塞环故障、机组振动等。如果往复式压缩机发生故障，在进行故障检测的时候就必须全面的考虑各种因素，只有将这些互相制约的因素进行全面的考虑，才能够查找出故障产生的原因。首先，要排查往复式压缩机的工作性能和设计参数。如果在排查中发现存在差异，我们应当对其进行更换。其次，还要检测往复式压缩机的气缸内是否存在夹杂物，如果检查发现其中存在有杂物，相关检测人员就应当迅速调整有关部件。以下是对日常压缩机的运行故障做了详细的分析，并且结合实际提出了相关问题及解决对策。

图1

2.1 气阀故障

一般往复式压缩机的气阀是最容易出现故障的部位，作为往复式压缩机的关键部位，气阀在压缩机的工作过程起着重要的作用，其性能的好坏直接决定往复式压缩机的可靠性，甚至关系着整个压缩机的工作效率和功率的大小，因此，气阀故障对往复式压缩机的正常工作有直接的影响。根据有关人员进行调查研究统计，单单是因为气阀的原因导致整个机组停车的概率，占非计划停车的概率的四成以上。通过研究，我们得出气阀出现故障的原因主要有以下几个方面：（1）润滑的影响。在实际的工作生产中，为了保证压缩机以最佳状态运行，通常的做法就是注入较多的润滑油以便能使润滑效果最好。特别是在压缩机经过彻底修理以后，气缸和活塞内会有一段时间不运行而导致润滑效果下降，这时往往那个会注入更多的润滑油量保证更好的润滑效果。这时就会出现新的问题，压缩机工作过程中，过多的润滑油一般会随着活塞的运动逐渐汇聚到活塞后面的槽中，在压缩天然气过程中，气缸内的温度差变化很大，此时槽中的油经过高温以及温差的变化影响，就会慢慢变得粘稠和炭化，炭化的油质地坚硬，极易导致气缸内的活塞在槽中被卡死。卡死的活塞严重影响了活塞和气缸之间的气密性。甚至过量气体进入排气阀时，那些过量的油也会随着气体进入另一侧的排气阀，从而导致另一侧的排气阀被严重污染。一般排气阀的温度都很高，润滑在油高温的条件下最容易焦化以及变成“积碳”。直接导致排气阀不能完全关闭，影响排气量。使压缩机的消耗的功率大大增加。气阀阀片的损坏程度也加大，直接导致气阀出现故障。（2）阀片故障。阀片故障主要是压缩机的阀片出现变形或者折断的问题，作为气阀的重要部件，阀片出现问题直接导致压缩机的气体通道不能有效的开启和闭合，从而使气体出现泄露或者回流的问题；另外，碎裂的阀片会随着气体产生不规则的振动，会对气缸、活塞内的各种部件产生严重的破坏，具体来说，阀片碎裂的原因以下几点：首先是连接阀片的弹簧失效，难以发挥正常的效果，引起阀片本身受力不稳定，在气阀闭合和开启时对阀片的冲击力突然增大，会直接导致阀片在那一时刻出现断裂破坏；其次，压缩的气体在高速运动，气体中混有某些小固体颗粒，不断的撞击阀片，时间久了就会导致阀片变形或者断裂；最后，被压缩的气体一般不是纯净的。如天然气中含有某些腐蚀性气体，会不断的腐蚀阀片，导致阀片的整体抗性下降，造成阀片破坏。（3）弹簧故障。与其他部件相比，气阀的弹簧是一个比较脆弱的零件。它是损坏频率最高的部件。因此可以这么说，弹簧的寿命就相当于气阀的寿命。一般弹簧出现故障主要是因为弹簧使用时间的延长，弹簧失效引起弹性变化，引起阀片不能正常工作，从而直接导致气阀的故障。另外就是在选择弹簧时，弹簧的质量没有达到相应的标准，引起弹簧断裂，阀片运动停滞或者不规则运动，造成阀片损坏。最后就是新旧弹簧混用，致使阀片工作效率不均匀，也会引起阀片故障。

2.2 活塞环的故障

往复压缩机的活塞环是密封性部件，它是组赛密封和节流密封的组合，一般设备中的活塞环故障有几点，第一活塞环与环槽的间隙不匹配，活塞环在环槽内的间隙过大或者过小都会引起故障。间隙过大，不仅密封性不佳，而且由于间隙太大会出现振动碰撞容易损坏活塞环；间隙过小，由于气缸内的润滑油焦化容易把活塞环卡死在环槽内，起不到密封作用。活塞环起不到密封作用主要表现在该级排气压力下降、该级排气的温度升高和压缩机排气量减少三个方面。因此，在选择排气环时要考虑材质、弹性、耐磨性和切口平整度等多方面因素，这对于压缩机的正常运行非常关键。

2.3 机组振动

往复式压缩机的振动是影响压缩机安全运行的重要因素，机器设备可以在一定强度范围内的振动下正常运行，但是，一旦振动强度超出这个范围，就会对机械设备以及与之相接的管道设备产生疲劳破坏，甚至主机正常运行都会受到影响。具体来说有以下几个方面：第一，管道内的流体会随着时间变化产生周期性的气流脉动；第二，管道系统会形成共振；第三，机组在安装时，留有间隙，造成机组自身振动，一般安装完的机组都有一定的振动。人们一般从以下几个方面降低振动：首先降低压缩机机体自身的振动，这主要是在购进压缩机时要求厂家对压缩机的出口压力不均匀度控制在一定的许可范围之内；其次是降低管道的气脉流动，这主要是在设计压缩机管道时才能够调节控制（如图2）。

图2

3 结语

总之，往复式压缩机是一种系统庞大、结构复杂的运转设备，运行过程中可能会出现各种各样的问题，必须进行检测并合理维护，严格遵守压缩机的操作规程，定期保养，若发现某一气阀出现问题时，应该对气阀的全部易损部件进行检查和替换，并且及时测量阀片的密封性。应大力提高工程维护人员的专业水平，加强操作人员的整体水平。

[1]张宏杰，谭超. 浅谈往复式压缩机的故障原因及对策[J]. 化工管理，2016,08:249.

[2]权春锋. 往复式压缩机故障诊断专家系统的开发[D].西安石油大学，2013.

[3]董超群. 整体往复式压缩机曲轴力学性能研究与安全评价[D].西南石油大学，2014.

[4]苏近. 煤层气集输故障诊断平台设计和压缩机故障诊断研究[D].大连理工大学，2013.

TH45

A

1671-0711（2016）12（上）-0036-02