1 号原料气压缩机设备大修理原因分析及解决办法

刘刚军，刘生灵

（太原煤炭气化（集团）有限责任公司，山西 太原 030032）

1 某燃气公司1 号原料气压缩机概述

某燃气有限公司是一座年处理2.7 亿m3焦炉煤气，年生产合成天然气（SNG）1.2 亿m3；产品指标符合国家标准《天然气》（GN 17820—2012）的二类气的规定，满足城镇燃气供应的工艺及质量要求。自2019 年10 月对1 号原料气压缩机进行大修理竣工验收后投用以来，此设备已连续运转达到设备运转上限，厂家指导意见书规定该设备连续运转5 000 h，必须对该设备进行大修理工作，从目前运转情况监测数据分析，设备已经存在着潜在的故障隐患。譬如，连杆大头瓦、小头瓦、主轴瓦、活塞杆等部件均有不同程度的磨损。为此，该公司立即召集相关技术人员对该设备进行了原因分析，决定于2020 年5 月6日至6 月16 日对该设备开始进行大修理，并于23日试车后备机，拟计划用时为49 d。

2 设备型号及主要参数

设备型号：6M32-315/23.6-JX。

主要技术参数：六列往复活塞平衡式压缩机，活塞行程为320 mm，曲轴转速为333 r/min，轴功率为2 540 kW，容积流量为315 m3/h，排气压力为2.456 MPa（A），主机质量为130 000 kg，辅机质量为100 000 kg。

3 大修理原因分析

3.1 设备初始安装时存在遗留问题

此次大修理过程中发现，一级南、一级北气缸进、排气缓冲罐法兰口的螺栓孔都有气焊切割过的现象，并且拆掉螺栓后气缸有复位移动的现象，说明气缸初步安装时就不正[1]。

3.2 备品备件质量存在缺陷

这次大修理原备有三个规格的气缸，但在安装过程中发现二级气缸存在严重的质量缺陷，需返厂报废处理，三级气缸气阀腔内有焊点，需重新做打压试验。新活塞环上面有沙眼，不能使用。活塞杆2019年11 月投入使用，此次大修理过程中，设备拆解完后，肉眼可看到外层涂装有掉落现象，因此更换活塞杆6 根，但安装过程中发现，新活塞杆和锁紧螺母生产厂家不一致，产品配合公差偏大，及时联系生产厂家重新制作6 个锁紧螺母。

3.3 设备存在缺陷

3.3.1 设计存在缺陷

经计算和实践证明，填料函与活塞杆的余量不够（原设计填料函的内径为103 mm，与活塞杆的单边间隙为1.5 mm，经过计算得出支撑环磨损后活塞杆的下沉量为1.47 mm），不能满足使用要求；阻流环设计时考虑到阻流环要起到一定的密封作用，阻流环与活塞杆的配合间隙（0.03 mm）小，容易造成活塞杆运行过程中发生卡顿；填料函水系统经过改造后，与去年相比，堵塞与腐蚀问题得到明显改善。

3.3.2 制造存在缺陷

对设备拆解后发现两处问题：一处是一级北气缸发现气缸内壁有焊接过的现象(加工时发现，气缸内壁局部有组织疏松，打磨后，补焊，然后再进行加工，在承力件是不允许有的)；另一处是一级进气缓冲罐的法兰口高低不在一个平面上，且中间法兰口呈八字口（设计标准GB150.1-4）。

3.4 设备二次加工后的精度达不到要求

在一级南气缸二次返厂加工后，经检测发现气缸缸座插入深度为268 mm，不符合产品质量标准，质量标准为（263～265 mm），气缸内壁带有0.03 mm的倾斜度，气缸椭圆为0.16 mm。

4 大修理内容及大修理时间节点完成情况

4.1 计划大修理内容

更换全部的活塞环及三级支撑环；检查主轴瓦、大头瓦、小头瓦；检查曲轴的几何精度，表面是否有拉伤，及做探伤检测；检查所有的气阀；二级、三级气缸镶缸套；活塞杆做探伤检测；更换密封环、刮油环；清洗、疏通冷却水系统等八个主要项目。

4.2 实际大修理内容

本次大修理共拆装检查主轴承6 副、大头瓦6副、小头瓦6 副、十字头销6 根，更换大头瓦5 副，更换主轴瓦1 副，更换活塞杆6 根，更换一级活塞体1件，四级活塞体1 件，一级北、一级南、三级镶缸套等主要部件。大修理共测量数据319 处，主要设备大修理数据详细记录在设备履历表中，均达到设计安装要求。

1）抽堵15 块盲板，解体压缩机，拆除6 个缸盖、6 根活塞杆及活塞、6 副填料函、6 副刮油环、6 副中间填料、6 根连杆、6 副大头瓦、6 根十字头销、6 副主轴瓦、88 个气阀、3 个气缸、一级进气缓冲器、三级进气缓冲器。

2）检查6 副主轴瓦及6 副大头瓦，其中6 号主轴瓦损伤严重，更换一副新瓦，其他主轴瓦良好，刮研后继续使用。三段大头瓦情况良好，刮研后继续使用，其他五副大头瓦损伤严重，更换新瓦。新瓦使用前进行刮研，按照使用要求，留出使用间隙。且换新的轴瓦与轴承座和轴承盖完全相配，接触面积不小于85%。

3）检查并测量6 个小头瓦及6 根十字头销尺寸，可以继续使用；测量十字头滑道间隙，满足使用要求；测量曲轴曲拐处尺寸，配合大头瓦换新工作；

4）检查并测量六个气缸缸套直径，其中三段、一段南气缸缸套磨损较多，重新镶缸套，一段北气缸内部有明显的腐蚀印记，返回四川金星压缩机厂家进行水压试验，试验结果显示不漏水；检查并测量六根活塞杆尺寸，活塞杆有明显的涂装脱落现象，更换六根新活塞杆。

5）对6 根活塞杆、6 根连杆、连杆螺栓、十字头销做超声波、磁粉探伤，未发现问题。

6）6 副刮油器组件、6 副中间填料、6 副填料函、一二级活塞环、四级活塞环换新。填料函、活塞环按照要求测量间隙。

7）6 根新活塞杆与锁紧螺母不匹配，活塞杆返回厂家重新制作锁紧螺母。

8）一段南、四段更换新活塞体。

9）回装6 根连杆、6 个十字头销、6 根活塞杆、6个活塞、3 个气缸、3 个后缸盖、6 个前缸盖、88 个气阀、三级进气缓冲器、一级进气缓冲器。

4.3 实际大修理时间节点及完成时间

自5 月6 日1 号原料气压缩机设备大修理开始，于6 月23 日试车完成，历时49 d，本次大修理实际有效天数为31 d，圆满完成设备大修理工作。具体大修理完成时间节点为：电机大修理时与压缩机大修理在行车使用上互相冲突，1 号原料气压缩机大修理停工2 d；2 号原料机更换一级北大头瓦，1 号原料机大修理停工1 d；检查3 号原料机活塞杆，1 号原料机大修理停工4 d；更换催化剂，打盲板，1 号原料机大修理停工4 d；2 号原料机检查活塞杆，1 号原料机大修理停工2 d；电机重新找正5 d。

5 存在问题及解决办法

5.1 专业技术人员素质问题及解决办法

本次大修理采取外单位承包，由设备部门牵头，动力车间负责现场大修理质量，生产车间配合工艺质量。在前期拆除过程中，仅有两名拆检人员经过系统的理论知识和专业技能的培训，基本满足拆除工作需求，其他人员达不到专业维修的钳工水平，不能独立完成大修理任务，影响了大修理进度。鉴于此，该公司采取了大修理过程全程跟踪、全程监督的办法，及时发现问题，及时处理。在大修理过程中，关键尺寸动力车间进行了全部的测绘，并做好记录，在公差范围内能满足使用的继续使用，不能使用的进行更换[2]。

5.2 备品备件质量问题及解决办法

首先需要上工装检测的（例如活塞环、支撑环的长度检测，活塞杆的跳动等），下一步报计划制作工装，提前将不合格产品退回厂家处理。需要测绘的，设计制定每一个部件的测绘表格，每一种部件到厂后，根据表格进行测绘，记录好并核实设计尺寸，易损件抽样检查，保证备品备件大修理时可以正常使用，在备品备件采购时，有配套的附件时，统一采购，将不再分开采购，避免由于不同厂家的精度要求不同，造成备件不匹配。

5.3 一级排气缓冲罐问题及解决办法

采用加双层密封垫的方法进行处理，法兰螺栓孔由于是低压端，应采用球磨机打磨，螺栓加钢垫处理，使得气缸复位；一级北气缸采用先镗到镶缸套的尺寸940 mm+0.5 mm后进行打压，打压压力为6 kg，保持30 min，检查不漏后再进行镶套加工；一级南气缸采用了更换尺寸偏小的活塞体，留足间隙，将填料函重新加工，加大填料函与活塞杆的间隙，将阻流环的间隙由0.02～0.03 mm 扩大到0.25 mm，有效保证了设备正常使用。

5.4 设备二次加工问题及解决办法

设备在二次加工时，该公司要委派技术人员与加工厂家进行技术交底，并形成技术性文件，避免由于沟通不畅造成加工尺寸偏差太大而不能使用，须派人全程跟踪监督，现场检验，保证设备加工精度，保证加工周期。为了杜绝由于各挡板安装偏差，导致活塞杆的非正常磨损，这次大修理时各种挡板安装时全部使用塞尺测量，留足间隙，保证活塞杆的正常使用，将所需测绘的内容及位置固定绘制成表格，记录在设备履历表中，便于下次大修理时资料查询和进度把控。

6 结语

通过对1 号原料气压缩机设备大修理原因进行分析，一致认为该公司专业技术人员素质相对弱化，不能胜任设备拆检和大修理工作；备品备件管理工作相对薄弱，未能达到系统管理；未能解决在设备零部件配装、间隙、打磨及打压等技术方面问题；在设备二次加工过程中，技术交底、质量监控和大修理记录不及时等或多或少存在不同层面、不同程度的技术和管理问题。该公司领导和技术工作人员要引起高度重视，要从设备存在的隐患和故障抓起，要熟悉每台设备的性能、技术参数、设备运行周期等实际运行情况，要把抓设备基础管理和专业人员技术素质培训工作变成为一个新常态，要常抓常新、常抓常效，为设备的健康运转夯实基础。