往复式压缩机气阀故障原因及预防措施分析

陈会鹏(阳泉煤业集团平定化工有限责任公司，山西 阳泉 045000)

0 引言

石油和煤化工企业在我国的社会发展过程中发挥着重要的作用。保障石油和煤化工企业生产的正常运行，对促进我国的社会发展具有重要的意义。往复式压缩机是石油和煤化工企业生产过程中涉及到的重要机械设备，气阀的故障对整个往复式压缩机的正常运行会产生极大的影响。要想对往复式压缩机气阀的故障原因和预防措施进行分析，首先就要了解往复式压缩机气阀的结构和性能要求。

1 往复式压缩机的气阀的结构和要求

1.1 气阀的结构

往复式压缩机在我国的石油和煤化工企业的生产过程中具有重要的作用，该设备主要是对气体进行增压和输送的压缩设备。而气阀主要是在往复式压缩机中对压缩机中的气体进出气缸进行控制的机械部件。因此，合理地进行气阀结构的设计能够保证整个往复式压缩机的正常运行。虽然我国的往复式压缩机根据气体往复运动的构件不同，分为活塞式和隔膜式两种压缩机类型，但对于气阀结构的设计大多是相同的。气阀的主要结构都是由阀座、阀片、弹簧和升程限制器等四个基本部分组成[1]。

1.2 气阀需要满足的性能要求

1.2.1 增大气阀流量和气舍面积

在往复式压缩机的工作过程中，气体在往复式压缩机的气缸中进行加压处理，增压后的气体在输送过程中经过与之前相同面积的气阀时，往往会因为气体的压力增大而对气阀造成冲击和破坏。而应用往复式压缩机对气体进行加压和输送处理时，最大的优点就是能够在加压和输送气体的过程中减少对阻力的消耗。而为了防止气体在加压和输送过程中因产生的阻力对往复式压缩机的气阀造成影响，在对往复式压缩机的气阀结构进行设计时，就需要通过尽可能地增大气阀流量和气舍的面积来减小加压后的气体对气阀造成的损坏。

1.2.2 弹簧阀片耐磨损性能

对用在工业生产中的机械设备来说，耐腐蚀和耐磨损是其需要具备的两个主要技能。在石油和煤化工企业的生产过程中，由于往复式压缩机的主要作用是实现对气体的加压和输送，这一过程并不涉及到设备的腐蚀性问题。因而在对往复式压缩机的相关性能进行设计时，需要重点考虑的就是设备的耐磨损问题[2]。气阀在应用的过程中主要是通过弹簧和阀片之间的相互作用来实现主要功能的，在往复式压缩机的运行过程中，弹簧和阀片需要具备一定的耐磨损技能才能够延长往复式压缩机的使用寿命。

2 往复式压缩机气阀发生故障的主要原因

2.1 阀片损坏原因分析

通过前面的分析可以得知，气阀在往复式压缩机中具有重要的作用。往复式压缩机的气阀容易出现故障的情况主要有三种。阀片故障是引起往复式压缩机气阀故障的主要原因之一。而阀片故障主要是由于往复式压缩机在运行过程中造成的磨损和自身的质量问题导致的。当阀片受到磨损和损坏时，如果没有及时进行更换，就会使阀片更容易受到腐蚀的影响。

2.2 弹簧损坏原因分析

弹簧损坏是引起往复式压缩机气阀故障的另一个主要原因。在对往复式压缩机的气阀结构进行设计时，为了减小弹簧在实际的应用过程中受到的磨损，通常需要选择更耐磨损的弹簧材料。然而即使这样，弹簧在应用过程中也会产生一定程度的损耗。弹簧容易损坏的主要原因除了前面分析到的弹簧与阀片之间的相互作用之外，还主要会受到弹簧材料本身的质量问题的影响。

2.3 漏气原因分析

因为往复式压缩机在石油和煤化工企业的生产过程中主要是通过对气体的加压和输送来发挥作用的，因而漏气会给其造成最直接的影响。与前面阀片的损坏和弹簧的损坏原因不同，漏气故障产生的原因主要是由于受到气阀阀座以及整个往复式压缩机的密封性能的影响，再加上阀片和弹簧受损，都会导致往复式压缩机发生漏气故障。

3 预防往复式压缩机气阀故障问题的措施

在现阶段应用于我国石油和煤化工企业的往复式压缩机运行过程中，容易对其正常运行产生影响的就是气阀容易出现的故障问题。往复式压缩机气阀容易出现的故障，不仅会影响整个往复式压缩机的正常运转，还会对石油和煤化工企业的生产过程造成严重的影响。因此，要想保证往复式压缩机的正常运转，就要对气阀故障进行有效地预防。

3.1 应用科学的气阀故障诊断方法

通过前面的分析可以得知，气阀的故障会阻碍往复式压缩机的正常运转。往复式压缩机的主要工作原理是通过曲轴、连杆、活塞等一系列的运作来改变气缸内的容积，达到对气体进行加压的目的。往复式压缩机的气阀主要包括进气阀和出气阀，在往复式压缩机的运转过程中，气阀产生故障并不会对往复式压缩机的造成最明显的影响，而是通过阀片和弹簧等的磨损而产生漏气的情况。漏气不仅会影响往复式压缩机的工作效率，还会缩短往复式压缩机的使用寿命。因此，要想有效地预防和应对往复式压缩机气阀发生的故障，就要应用科学的气阀故障诊断方法，根据气阀发生的具体故障原因来对其进行预防和应对。在对往复式压缩机的气阀进行故障诊断时，主要是依据信号检测设备对往复式压缩机在运转过程中产生的阀片冲击力、气阀漏气等造成的设备元件振动而产生的信号进行检测来判断其是否发生故障。除此之外，还可以在往复式压缩机中安装相应的故障预警和报警机制，这种预警机制一般是根据往复式压缩机在运转过程中气阀运动产生的热力参数值、排气压力、气量、阀腔内温度、压力脉动等方面的变化来对其是否发生故障进行诊断的。通过这些往复式压缩机在运转过程中的具体动力参数变化来对气阀故障进行诊断，主要是依据动力性能作为诊断的主要原理的。

3.2 及时校核阀片

针对现阶段我国石油和煤化工企业生产过程中往复式压缩机容易因阀片损坏而产生的气阀故障，主要可以采用及时校核阀片的方法来对其进行预防。往复式压缩机在运转过程中，主要是通过弹簧和阀片的运动来实现对气体进行控制的作用，阀片的损坏会直接影响整个往复式压缩机的密闭性。因为机械设备是依据一定的物理和运动规律来实现运转的，而阀片在往复式压缩机中主要通过运动来实现价值。因此要想有效及时预防往复式压缩机气阀阀片损坏，可以通过对往复式压缩机在运转过程中对阀片运动发生的相关规律进行观察和分析，并对阀片在运动过程中容易出现的故障进行及时校核。通过这种措施不仅能够有效减少阀片损坏造成的气阀故障对往复式压缩机造成的影响，还能够间接对弹簧的预压缩量进行控制。而在往复式压缩机的气阀元件构成中，升程限制器主要起到的是限制阀片的升程作用，弹簧则是对气体的控制发挥作用的最主要元件。当阀片受到损坏时，也会对其产生一定程度的影响，因而在校准阀片时，还要及时调整弹簧的刚度系数和阀片的升程系数。

3.3 优化气阀结构

气阀结构的设计，不仅是往复式压缩机正常运行的重要保证，还能够通过更加科学合理的结构设计，来减小和降低因气阀故障给整个往复式压缩机的正常运行造成的影响。在往复式压缩机的运转过程中，由于阀片与弹簧之间会因为运动和气缸内气体的流动而产生一定的冲击效果，因此阀片和弹簧是往复式压缩机气阀中最容易产生损坏的两个部件。因此在对往复式压缩机的气阀结构进行优化设计时，需要重点对阀片和弹簧的相关参数和系数标准进行设计。具体来说，要想通过优化气阀结构来预防往复式压缩机气阀容易出现的故障，可以在对气阀结构进行优化设计时，将阀片的开启高度降低。这样不仅能够在一定程度上减缓气体在流动过程中对弹簧和阀片的撞击受力大小，还能够降低气体撞击的速度。在减小阀片磨损的同时，延长整个往复式压缩机的使用寿命。但在调整阀片开启高度时，还会导致气流的阻力变大，这就会让往复式压缩机不能够起到减小气流阻力消耗的目的。因此在调整阀片开启高度的同时，还要增设阀座通道、设置缓冲片等形式来让阀片能够在往复式压缩机的气阀中发挥更大的作用。

3.4 优化制造工艺

在现代社会的发展过程中，科学技术水平的进步使得我国的各个行业和领域的生产技术得到了一定程度的革新。对于石油和煤化工企业生产过程中的往复式压缩机设备而言，依靠现代社会先进的科学技术对其制造工艺进行优化，不仅能够有效预防气阀故障对往复式压缩机造成的影响，还能够促进往复式压缩机设备整体结构和制造工艺的优化升级，间接促进我国石油和煤化工企业生产效率的提高。在对往复式压缩机气阀的制造工艺进行优化时，不仅要对制造工艺本身的技术进行优化，还要重点注意对往复式压缩机的整个生产制造过程进行严格规范。在生产和制造往复式压缩机的过程中，通过对气阀生产和制造的相关标准的具体规划和设定来保证气阀的制造能够符合实际的应用标准。除此之外，还要对气阀中的各具体元件的材质进行仔细地选择，这样才能大大提高往复式压缩机气阀的生产质量，有效预防气阀故障情况的发生。

4 结语

综上所述，气阀故障会对往复式压缩机的正常运转产生严重的影响。在我国石油和煤化工企业的生产过程中，通过对往复式压缩机的气阀容易产生故障的原因进行分析，并提出具体的应用科学的气阀故障诊断方法、及时校核阀片、优化气阀结构、优化制造工艺四个方面的具体措施，来有效预防往复式压缩机容易出现的气阀故障，不仅能够保证往复式压缩机的正常运行，还能够间接促进我国石油和煤化工企业的发展。