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天然气压缩机常见故障分析及诊断


来源:本地     发布时间:2015-10-09

  通常天然气压缩机分为往复式、轴流式、离心式和回转式四种。这其中,往复式压缩机的应用范围最广,工作效果也可以说是最佳,可以实现一机多用。

  天然气压缩机组包括主机——离心压缩机和蒸汽透平,以及与其相配套的辅助设备等。包括机体、曲轴箱、曲轴、气缸、气阀、仪电控装置、齿轮油泵、润滑油系统等各部件组合。它是通过曲轴连杆机构将曲轴旋转运动转化为活塞往复运动,当发动机曲轴通过连轴器带动压缩机曲轴旋转时,压缩机曲轴通过连杆、十字头、活塞杆带动活塞在气缸内做往复运动而实现吸气、压缩的工作循环。当活塞由外止点向内止点(曲轴端)运动时,气缸容积增大,压力减小,当其压力低于工艺气进气压力时,进气阀打开进气,而实现气缸的吸气过程,当活塞到达内止点时,吸气过程结束。在曲轴的带动下,活塞在向外止点运动,气缸容积减小,当压力大于工艺气排气压力时,排气阀打开排气,而实现气缸的压缩排气过程。

  1.天然气压缩机的故障特征

  首先天然气压缩机是精密庞大的设备,零部件繁多,结构相对复杂,导致故障发生具有多样性。如天然气压缩机零部件,同一部件可能会发生多种故障,或者不同设备上的故障存在很大的关联性。从而使故障的诊断和判定十分困难,需要将设备的零部件进行详细划分,充分了解设备运行的状态,才能及时找出故障原因并解决。

  其次,由于然气压缩机的工作环境相对恶劣,并且工作量十分庞大,所以易损部件非常多,而由于设备的运行需要子系统的相互协调和配合,在相互干扰之下,往往会出现多个故障同时存在的现象,所谓的“牵一发而动全身”就是这种情况。在这种情况下,对于故障原因的诊断是非常困难的,需要认真细致地对每个故障所涉及的子系统以及其中的每个零件进行分析,了解故障的内在联系,之后对数据信息进行整理和归纳总结,寻找突破口,才能逐渐得出诊断结论。

  2.常见性能故障与解决措施分析

  对于往复式压缩机而言,其性能故障按照产生原因和相应的表现,主要分为基于流体性质的机器热力性能故障与机械性质的机械性能故障。因此本文在具体相应故障的基础上,提出了相应的解决措施。

  2.1热力性能故障

  热力性能故障是指天然气压缩机在工作时,其自身的排气量明显不足,排气压力、排气温度等热力性能指标无法达到规定的标准和要求,从而导致压缩机的工作效率降低甚至停机。

  根据以往的数据和经验分析,排气压力不正常最大的可能是因为气阀、活塞环或冷却装置出现问题,填料函和气阀等零件损坏,并且有可能导致压比失调、排气温度升高、排气量降低等,严重时甚至可导致机组报废。

  2.2机械性能故障

  机械性能故障是指压缩机在运行过程中,发出异常的声音或响动,机身存在明显的振动,设备表面过热等现象。机械性能故障产生的原因与几种主要零部件有关,分别是气阀故障、活塞环故障、活塞与活塞杆故障、刮油器故障、弹簧片故障等。实践证明,气阀付账的诊断在往复式天然气压缩机故障诊断中很重要,其次是活塞杆断裂、裂纹等事件也经常发生。

  2.2.1气阀故障

  气阀故障在压缩机整体故障中是最主要的故障,其中润滑油的选用及空气中异物影响重大。如果选择的润滑油不符合设备要求的标准,会极大地阻碍设备的运行效率,不但无法发挥保护和加速的作用,还会造成设备运转速度过慢;其次就是空气中的异物。如果压缩机的运行环境中存在铁锈或其他的腐蚀性物质,将会对气阀中的各种零件造成磨损和侵蚀,造成气阀功能的损失或物理性破坏。

  2.2.2弹簧片故障

  弹簧片的作用也是不可忽视的,气阀的弹簧片可以缓冲阀片的运转速度,减轻限制器对于设备的冲击力度,同时,可以保证通道的密封性良好,而一旦弹簧片损坏或弹性改变,就会导致阀片无法正常开启和关闭,从而出现相应的故障。

  2.3诊断措施

  2.3.1直观检测

  安排专人对设备进行管理和日常维护,定期开展巡视检查工作,对于上文提到的故障原因,有针对性地机械检测,记录相应的压力、温度、排气量等数值,及时进行分析,通过耳听、眼看、凭借相关的经验判断设备故障,尽早发现隐患,排除隐患。

  2.3.2人工智能与神经网格技术联合诊断

  人工智能专家系统与神经网格技术以及广泛应用于压缩机故障诊断,通过基于大量的实践经验和领域专家指导的智能化计算机程序系统,通过对设备进行实施监控,确保可以及时发现问题并解决。

  2.3.3多元信息融合实时在线诊断

  通过利用小波分析、人工智能理论、计算下信息系统等方法与网络化相结合,进行热力性能参数、振动噪声、油液等进行实时监测,一旦出现故障可以及时报警,避免故障的扩大,同时也可以对设备的运行状态进行预测,通过数据的变化对即将发生的故障进行预警,并进行初步的处理。



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