TH①回收隔膜压缩机故障分析及处理

童江波*，夏汝焱，王京辉

（浙江巨化股份有限公司，浙江衢州，324004）

TH①回收隔膜压缩机故障分析及处理

童江波*，夏汝焱，王京辉

（浙江巨化股份有限公司，浙江衢州，324004）

详细介绍 TH回收隔膜压缩机的故障产生的原因，从压缩机的膜片密封机构、缸盖气阀材质、油温、出口管等方面分析，并从膜片密封、材质更换、增加油路冷却系统和出口管冷却器改进方面提出处理办法。

隔膜压缩机；报警；自聚；温度；冷却

引言

氟聚合物事业部含氟装置在TH回收系统中使用GZ3-60/1-12型隔膜压缩机，它是TH回收系统中的关键设备，主要将反应釜内未完全反应的TH物料回收到储槽内。由于该设备使用在回收系统中，该隔膜压缩机介质种类繁多，主要是四氟乙烯、六氟丙烯、R22、VDF，有一定的酸性、腐蚀性，易腐蚀吸排气阀、缸盖，且该隔膜压缩机在生产运行时进气压力最低要达到-0.05MPa之间。此隔膜压缩机的设计进气压力0.01～0.3MPa，额定排气压力0.8～1.2MPa，容积流量60Nm³/h，额定功率15kW。其工作原理和活塞式压缩机基本相同，不同的是活塞系通过介质油推动金属膜片，往复运动起到吸排气的作用。压缩过程中，只有金属膜片和被压缩介质接触，从而保证被压缩介质无油沾染。

1 存在问题及分析

1.1 压缩机膜片与缸盖、配油盘的家寋结构形式不合理

该压缩机在运行使用过程中，发现该压缩机膜片破裂报警现象频繁，拆报警管线时，有少量的气体或者油渍。拆检缸盖，更换膜片时，对更换下来的膜片进行检查，并未发现存在明显的破裂或者沙眼、气孔现象。经分析判断该压缩机的磨破报警器误报现象频繁，主要原因分析如图1所示：

图1 压缩机的磨破报警器误报原因分析图

如上结构图所示看出，气缸和油缸密封都只有一道 O型圈密封，由于压缩机在工作过程中，气缸和油缸内的压力不稳定，会导致有微量的气体或油渍渗透O型圈溢出，进入报警沟槽内，当聚集一定量时，膜片破裂报警器就会错误发出膜片破裂报警；如果 O型圈老化或者破损后，也会出现膜破报警，不能明显分辨是膜片破裂引起的报警器报警，还是 O型圈老化破损引起的报警器报警；导致引起检修的不确定性和浪费。

1.2 膜片和气阀失去正常功能

该压缩机在使用过程中发现，该压缩机在停机一段时间后，再次投用后就会出现工作效率低或者不工作的现象，经过检修总结发现：吸排气阀存在内漏，膜片发生变形。以下分析了气阀内漏和膜片变形的原因。

1.2.1 气阀内漏原因分析

由于该压缩机停机后，气缸和进出口管内会出现积液现象，积液的腐蚀性较强，易腐蚀吸排气阀，且该隔膜压缩机在生产运行时进气压力最低要达到-0.03～-0.05之间，气阀出现轻微腐蚀泄漏，就会引起压缩机不能满足生产要求，导致该设备对气阀的密封性能要求高。因为如果进气阀密封不严，气缸在排气阶段，会导致把气缸内的部分气体排入进气管内，导致压缩机工作效率低或不工作，在外部表现形式靠近吸气阀的进口管发烫；如果排气阀密封不严，气缸在吸气阶段，排气管内部分气体到吸到气缸内，造成吸气阀的吸气量减少，导致压缩机工作效率低或不工作。

1.2.2 膜片变形破裂原因分析

设备停机后，未将压缩机的油压泄尽，膜片长期向一个方向变形，且介质中有一定腐蚀性，会快速使膜片发生变形，虽然膜片未破裂，但是膜片已经失去正常功能。因为压缩机工作时膜片与配油盘贴合效果差，或者三张膜片不能同步运动，即膜片反弹效果差，导致气缸的可变空间容积小，吸入量降低或者不吸入，导致压缩机工作效率低或者不工作。2Cr13普通材质缸盖在使用2年后，与膜片密封边缘部位腐蚀严重，导致膜片边缘进去2～3厘米处易破裂，缩短膜片使用周期。

1.3 进口管线分析

该TH回收系统中回收储槽的底部是液相甲醇，上部气相主要是六氟丙烯和四氟乙烯混合物，该回收的是储槽内上部气相的HFP，因为该压缩机在工作过程中会将甲醇物质带入到压缩机气缸内压缩，而甲醇性质常温下气态，低温下成液态，该介质在压缩过程中易出现高压液化，导致压缩机出现液击现象，液击会迅速导致膜片的破裂和气阀的损坏。

1.4 缸盖、气膜上易自聚积料

由于夏季外界气温较高，压缩机在工作一段时间后，润滑油温度升高到 60℃左右，而且缸盖没有冷却水冷却缸盖，导致油缸、膜片和缸盖的温度升高，而回收物料在超过 35℃时有自聚的特点，所以物料在经过压缩机压缩过程中会在膜片、缸盖上自聚，自聚物会影响膜片的使用或者直接损坏膜片。

1.5 压缩机出口管线堵死现象明显

由于夏季环境气温较高，而且物料在经过压缩机压缩后物料温度会明显升高，经测量压缩机出口管温度达到 45℃以上，如果出口管的温度不能快速冷却到 25℃，将导致物料在压缩机出口管内自聚堵死，给压缩机带来出口超压的安全隐患。

2 改进措施

（1）将膜片与气缸、油缸密封结构改造成如图2，这样可以将因为 O型圈密封泄露的气体和油渍排放到空气中去，消除报警器因为 O型圈密封泄露而引起的报警器的误报，降低膜片更换的不必要浪费，并且这种设计，能根据这三个泄露孔和泄露孔排出的物质，能准确判断出是油侧O型圈漏、还是气侧O型圈漏、还是气膜破裂还是油膜破裂，为后期的检修修分析提供参考依据。

隔膜片更换后，膜片报警器应该（通过拧松放空螺丝及检测丝堵 ） 放空， 在压缩机启动后，让它放空螺丝放空数分钟，使压缩机内部的三张膜片进行的充分接触、贴合，保证三张膜片进行同步工作，这样夹着在膜片之间可能的空气才会排放干净，避免了因为三张膜片内部的气体影响压缩机的报警器误报。

图2 膜片与气缸、油缸家寋结构改造图

（2）通过合理计划压缩机开停车周期，3小时短期内压缩机的开停车操作改为压缩机不停车，将压缩机进出口进行循环操作，减少或避免压缩机的频繁开停车；规范压缩机开停车操作，压缩机停机后及时将油压泄尽，并将气缸内介质用氮气置换后，泄至微正压30kpa；保证压缩机不工作时，气缸内没有腐蚀性介质，且膜片能在自然状态下，降低消除气阀腐蚀和膜片不会长时间向一个方向变形，保证气阀、膜片长周期具有正常使用功能。

原来压缩机缸盖和气阀的材质是2Cr13，耐腐蚀性能差，为防止缸盖和气阀的腐蚀，将其材质改为耐腐蚀性能好的316L材质的缸盖和气阀。

（3）在压缩机进口管线进行优化整改，增大压缩机与 TH回收储槽的高度差，并在它们之间增加一台较长的立式7m³冷凝器和一台过滤器。冷凝器主要是将压缩机进口管线内的气相甲醇进行液化，液化后的甲醇通过自身重量返回到TH储槽内，达到降低压缩机进气介质中甲醇的含量；膜压机进口过滤器的夹套内通蒸汽，提高压缩机进气介质的温度，使其保持在20～40℃，防止压缩机在压缩过程中把气相甲醇再次液化，压缩机缸盖内出现液体，压缩机气缸出现液击现象，延长压缩机的膜片、气阀使用周期。

（4）在压缩机油箱内增加一套油冷却系统，使用齿轮油泵对油缸内的润滑油进行强制润滑冷却，降低有缸内油温；对油缸和缸盖进行改造设计，在油缸和缸盖内增加冷却循环水路，在油缸和缸盖内通冷却水，降低压缩部位内部润滑油的温度和缸盖的温度，消除物料在膜片和缸盖上自聚；曲轴箱温度的降低，对润滑油的液压使用及其对设备润滑冷却起到了良好的作用。

（5）在压缩机出口部位增加一个7㎡的换热器，在换热器内通5℃冷却水，从而快速降低压缩机出口管内物料温度，通过控制换热器冷却水的流量，调节出口管温度，保证换热器出口管温度在20～30℃，物料在此温度下不会出现自聚和积液现象，减少了出口管自聚堵死的可能，保证压缩机安全稳定运行。

3 实施效果及结论

上诉措施在2017年3月在含氟装置上2台TH回收压缩机上改进实施后，在2017年4～6月3个月内在工况相同条件下，对改进实施后的此2台TH回收压缩机和未改进的另外2台TH回收压缩机的检修统计分析如下：

表1 改装前后检修统计分析

通过上表可以分析：消除压缩机误报警，原来膜片使用周期约3周需更换，现在可连续使用3个月；气阀因为腐蚀、积料导致内漏的原因的大大降低到原来的 1／3，未整改的 2台压缩机出口管线的积料堵死现象已经各出现1次，而整改后的2台压缩机还未出现管线堵死现象。

TH回收压缩机通过上述的整改措施落实后，压缩机的运行明显得到提高，减少了停车检修损失，增加了安全系数，消除了安全隐患。

① TH：有机氟气体

[1]唐学敏. 隔膜压缩机金属隔膜故障原因分析及对策[J]. 机械,2010,(37) ： 76-77.

[2]郁永章,刘勇. 特种压缩机[M]. 北京： 机械工业出版社,1989.

[3]樊元禄. 隔膜压缩机典型故障分析[J]. 民营科技,2009,(11)： 12.

[4]安定纲. 往复式隔膜压缩机技术问答[M]. 北京： 中石化出版社,2005.

[5]北京第一通用机械厂. 隔膜压缩机产品使用说明书. 2000.

TH①Recovery Diaphragm Compressor Failure Analysis and Treatment

TONG Jiangbo*,XIA Ruyan,WANG Jinghui
(Zhejiang Juhua Co.,Ltd. Zhejiang Quzhou,324004,China)

dctailed introduction TH causes of failure in recovery of diaphragm compressor,from the compressor diaphragm sealing mechanism. Cover valve material. Oil temperatue outlet pipe and other aspects of analysis,Put forward improvement menthod from diaphragmseal seal material replacement add oil ciruit cooling system and improvement of outlet pipe cooler.

diaphragm type compressor sound the alarm bell auto-polymerization temperature cooling

TH456

A

1672-9129(2017)06-0137-042

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.06.048

童江波,夏汝焱,王京辉. TH①回收隔膜压缩机故障分析及处理[J]. 数码设计,2017,6(6)： 137-138.

Cite：TONG Jiangbo,XIA Ruyan,WANG Jinghui. TH①Recovery Diaphragm Compressor Failure Analysis and Treatment[J]. Peak Data Science,2017,6(6)： 137-138.

2017-02-05；

2017-03-16。

童江波（1989-），本科，助理工程师，现浙江巨化股份有限公司氟聚厂工作。

Email：kdzp001@163.com