海南昌江核电厂含氢废气隔膜压缩机检修经验探讨

孙智良

【摘 要】含氢废气隔膜压缩机是核岛废气处理系统的主要设备，承担着反应堆冷却剂系统稳压器泄压箱、化学和容积控制系统的容控箱及反应堆冷却剂疏水箱的含氢废气压缩、输送任务。本文针对隔膜压缩机常见问题的检修方法进行了总结，并联系具体的故障事例进行了分析和反馈。

【关键词】隔膜压缩机；故障；检修

1 设备简介

海南昌江核电厂含氢废气处理系统（TEG）的主要动力设备是北京京城压缩机有限公司生产的H-1DV3-40/10-I型含氢废气压缩机，其工作原理是：用金属膜片代替一般活塞式压缩机的活塞，将气侧（下图蓝色）与油侧（黄色）相隔。在电机的带动下，压缩机曲轴周期性旋转，使压缩机活塞推动油侧的润滑油，迫使膜片往复振动改变气侧容积，与进排气阀配合完成吸气、压缩和排气工作。

隔膜压缩机的技术性能直接影响废气处理系统的正常运行，其关键技术参数要求如下：压缩介质为含氢废气，容积流量为38m3/h，正常工况和倒箱操作进气压力分别为0.005～0.0035MPa（G）、0.6MPa（G），额定排气压力为0.7MPa（G），排油压力为0.9～1.4MPa（G），曲轴转速为320r/min，膜片直径为648mm。

2 常见故障分析与处理策略

2.1 膜片破裂

膜片是隔膜压缩机的关键动力部件，膜片破裂之后隔膜压缩机应立即停车，更换膜片。针对这一重要故障，H-1DV3-40/10-I型含氢废气压缩机加装了膜片间压力报警信号，以便更快捷方便的发现故障。

当发现膜片破裂后，应采取下列方式判断具体的膜片破裂情况：拆除压力报警开关与缸头的接头，观察接头处漏出的介质。若漏出的为气体，则说明隔膜气侧破裂；若漏出的为润滑油，则说明润滑油侧破裂；若既有气体又有润滑油，则说明两侧都发生了破裂。

检查到破裂的膜片后，处理步骤如下：首先对该气缸进行排油操作，將缸内油侧的润滑油都排放回油底壳；其次拆下缸体连接管路和全部螺栓，用缸盖提手将缸盖顶起10-15mm，取出已损坏的膜片，同时检查缸盖面是否清洁，配油盘上小孔是否通畅，不允许有任何固体颗粒存在；最后对膜片进行组装，因膜片有三张，分别为气侧膜片、油侧膜片和中间膜片，应先安装油侧膜片，再安装中间膜片，最后安装气侧膜片，中间膜片和油侧膜片在靠近边缘处均有2个定位孔，油侧膜片在2个定位孔中间有一个小孔，中间膜片有一道气槽。

2.2 不打压或压力太低

隔膜压缩机在启动之后，经过轻载启动阶段就很快能达到额定压力。若不升压或升压很慢，说明压缩机工作不正常。故障一般分为进排气阀内漏、曲轴箱内油量不足或补偿油泵工作不正常等原因。

针对以上问题，具体判断方法如下：第一，检查缸头处进排气管道温度是否正常；第二，检查油缸内油量及补偿油泵工作情况；第三，检查补偿油泵工作情况；最后，检查油路其他问题。

2.3 润滑油压力低

隔膜压缩机的工作介质是L-HM32抗磨液压油，其不但起到传到活塞推动力的作用，还起到润滑各个转动部件的功能，所以润滑油压力低缺陷是经常出现的。

若出现润滑油压力低报警，可能是润滑油泄漏、调压阀调解不当、补偿油泵工作不正常等原因导致的。针对这些问题，可先检查润滑油油位，若润滑油缺少，应补充至油位标尺上刻线；其次，调整调压阀，当油压低于规定值时，可顺时针拧动调节螺钉压紧弹簧，油缸油压应始终高于排气压力的15-20%。进行调节后，若油压符合了规定值，需立即用螺母将调节阀螺钉锁死。

3 应用实例

2015年10月5日，发现设备位号为1TEG001CO和2TEG002CO的两台隔膜压缩机启动后排气压力不足0.3MPa，远低于设备排气额定压力0.7MPa，无法满足系统功能要求。因压缩机启动后一般很快就能达到规定的压力，若排气压力不足或升压较慢，则说明压缩机运行不正常。维修人员根据现场情况将检查分为了三个方面，具体如下：（1）进排气阀破损、泄露；（2）油缸内油液有空气；（3）油路管线故障，导致供油不足。

3.1 进、排气阀检查

隔膜压缩机进排气阀的工作原理较为简单，其阀片通过弹簧与密封部件（小钢珠）相连，当气流推动阀门运动时，密封部件跟随运动，起到通、断气流的作用。进排气阀结构一致，在机组上为相对安装，所以在吸气、排气时可以相互配合保证气流单向流动。另外，由于膜片压缩做功，排气温度较高，排气管温度上升较快；进气管由于气流换热，应保持低温。若阀门密封部件失效或者阀片卡涩，造成阀门内漏，则导致压缩机气侧无法建立起压力，进排气管也没有明显的温度变化。

维修人员在起机后发现，进气管温度较低，排气管温度上升快，说明进排气阀工作良好，起到了通气作用且没有内漏。

3.2 油侧排气

因空气相比润滑油更具可压缩性，若油侧进入大量空气，则会导致膜片压缩量不够，排气压力不足。维修人员进行了压缩机左缸、右缸的加油排气工作，具体过程如下：

首先打开曲轴箱观测孔，盘动压缩机皮带轮，使油缸活塞移动至上止点。活塞上止点是油侧润滑油体积最小的位置，在上止点补油可以节省手动补油的时间，另外也可以避免补油过多，影响活塞转动。其次，打开调压阀JV1、缸底球阀HV4，此时气缸油侧与油底壳连通。顺时针摇动手摇泵，直到看到调压阀回油管有润滑油均匀溢出。最后，迅速关闭调压阀JV1，缸底球阀HV4，将另一侧油缸盘动至上止点，重复上述步骤进行补油。

在补油结束后对曲轴箱油位进行了检查，位于油标的上刻线左右，满足要求。启动隔膜压缩机后，确认补偿油泵工作正常，但是出口压力仍为0.3MPa左右，经过调整调压阀旋钮，出口压力仍没有显著变化。

3.3 油路管线检查

对油路检查中发现，电磁阀001VH/002VH存在异常发热现象。该电磁阀设计工况为：接收到启动信号后，电磁阀通电打开，在起机4秒内对油路进行卸荷，以保证隔膜压缩机轻载启动。4秒之后，电磁阀失电关闭，机组投入正常运转。异常发热说明电磁阀一直处于得电打开状态，将在压缩机运行过程中，将油缸内的润滑油送回了油底壳，导致油压不足。

除重新校验压缩机电磁阀逻辑外，维修人员对电磁阀进行了重新校验，以防止内漏。经用仪器测量，该阀门正向打压可保压至2MPa，反向打压值为0.3MPa，压力合格。在重新安装电磁阀之后，两个油缸压力满足要求，排气压力达0.65MPa，设备再鉴定合格。

4 总结

（1）隔膜压缩机为安全级3级，质保等级Q2级，在核电厂属于重要设备，应定期进行维护保养。

（2）认真了解隔膜压缩机结构、油路系统及故障发生的原因才能准确分析出故障原因，突出重点，降低检修时间，减少工作人员受照剂量。

（3）电磁阀等易损部件应准备好足够的备件，以方便检修和更换。

[责任编辑：张涛]