降低4M50压缩机故障停机保障系统安全稳定运行

张林峰 李俊杰

摘 要：大型往复活塞式氮氢气压缩机是工业生产中的关键动力设备，在冶金、石油化工、煤化工乃至船舶等诸多行业中使用广泛，近年来，随着装备制造业的发展和各生产企业生产能力的持续扩大，压缩机制造也日趋向大推力、多列气缸发展，现在国内已经出现80吨活塞力、七列活塞的大型活塞式压缩机，压缩机的安全、稳定运转对提高生产效率、降低消耗显得越来越重要，尤其是在氮肥行业中其“心脏”地位尤其重要。

关键词：活塞;压缩机;氮肥行业

一、现状调查

中能化工共有4M50这一型号的压缩机4台。2019年上半年共停机40台次，其中因六七段超温及七段活塞环损坏停机13台次。严重影响1#系统的安全稳定运行，给公司的经济利益带来严重损失。

在对因六七段超温的压缩机进行检修时发现，换下来的六七段活门出现阀片断裂及弹簧断裂的情况。通过查阅相关材料发现阀片断裂是由于弹簧出现问题后受力不均造成。

经常因为六段超温超压造成停机，发现活门室有活塞环屑，检修发现活塞环已损坏完，因此造成活塞环槽磨损严重不能二次使用。

二、对策实施及效果

问题的焦点集中到弹簧上来，我们认为是弹簧的质量出现了问题，决定将弹簧的生产厂家由荣德更换为瑞德。

在4M50机上进行实用后，新换的弹簧坚持了不到半个月就出现了问题，效果不理想。

在进行改进后，我们认识到弹簧真正的原因可能是设计题，为此我们查阅大量技术资料和文献。发现在重载情况下，弹簧端圈支承部位与临圈发生接触，易在临圈圆弧面产生局部挤压损伤，引发应力集中，造成弹簧断裂。弹簧疲劳寿命的薄弱环节在弹簧支承圈与工作圈的接触部位，因此該部位的几何形状尤为重要。换言之，弹簧的几何形状在重载情况下极为重要，为此我们联系厂家加工了锥度弹簧。为缓解弹簧重载运行，我们选择了具有缓冲槽的限位器。

在具体实施后，发现新的弹簧表现出了优秀的性能。在1#机实施后，达到了连续运行154天没有问题的好成绩。

在对六七段活门进行摸索的同时，也在对七段活塞环，支承环易断裂的问题进行研究。原有的活塞环为190*177*5的环型槽结构，支承环为189.8*182*73.9的环形槽结构。出现断裂的情况后，我们QC小组通过组织活动进行学习后，发现活塞环断裂和支承环断裂系环所受摩擦力和应力过大导致。为此我们对原有活塞尺寸进行车削改造，对活塞环槽加宽11mm，加深3.4mm，支承环槽加深5.2mm。改造后并联系厂家加工出配套活塞环、支承环，尺寸分别为190*119*16，189.8*171*73.9。

三、直接效益

1.避免故障台时80.5台时，每台时氨产量12吨，吨氨利润600元80.5*12*600=579600元

2.七级活塞少更换两只，活塞环、支承环4套，缸套1只2*13000+4*（3315+960）+11025=54125元

合计：579600+54125=633725元

四、间接效益

1.减少压缩机故障停机时的放空，减少能源消耗和环境污染

2.降低维修费用，压缩机停机次数减少，能有效避免活门等易损件的更换，节约维修费用。

五、改进推广

4M50活门改进的方法同样适用于公司6M50压缩机及H型压缩机中，在对1#系统高压段活门及活塞环、支承环改进取得明显效果的同时，将此方法运用到其他压缩机组中也取得了同样的效果。在2#系统及定远公司也普及了该方法，都取得了满意的效果。