關(guān)于壓縮機(jī)氣閥故障,這里全是干貨!氣閥工作狀態(tài)的好壞是壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心問題之一, 往復(fù)壓縮機(jī)有60%以上的故障發(fā)生在氣閥上 。據(jù)某石化公司煉油廠對(duì)循環(huán)氫壓縮機(jī)的故障統(tǒng)計(jì),氣閥故障引起的停機(jī)次數(shù)占總停......
氣閥工作狀態(tài)的好壞是壓縮機(jī)技術(shù)發(fā)展的核心問題之一,往復(fù)壓縮機(jī)有60%以上的故障發(fā)生在氣閥上。據(jù)某石化公司煉油廠對(duì)循環(huán)氫壓縮機(jī)的故障統(tǒng)計(jì),氣閥故障引起的停機(jī)次數(shù)占總停機(jī)次數(shù)的85%以上。
氣閥一旦發(fā)生故障,馬上影響壓縮機(jī)的產(chǎn)氣量,降低效率,浪費(fèi)能源。閥件破損后碎塊落入氣缸,引起氣缸拉毛,活塞和活塞環(huán)損壞,帶來更為嚴(yán)重的問題。
所以及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣閥故障,診斷出氣閥故障原因,采取合理的防治措施,對(duì)提高壓縮機(jī)的運(yùn)行可靠性,減少停機(jī)損失十分必要。
氣閥故障,主要是閥片、彈簧破損,氣閥密封性差,閥片的開啟時(shí)間和高度不對(duì)以及安裝中產(chǎn)生的問題。氣閥故障現(xiàn)象及產(chǎn)生原因有以下幾種:
(1)疲勞破壞—由于閥片承受著頻繁的撞擊載荷和彎曲交變載荷,閥片容易產(chǎn)生疲勞破壞。實(shí)際使用證明,閥片主要破壞形式是撞擊載荷引起的徑向斷裂;
(2)閥片磨損—環(huán)狀閥片與導(dǎo)向塊工作面之間產(chǎn)生的摩擦磨損,可減弱閥片強(qiáng)度,降低使用壽命。磨損量過大時(shí)閥片可能卡死在導(dǎo)向塊上或者失去密封作用。環(huán)狀閥片在工作時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng),將引起閥片邊緣磨扳;
(3)閥片材料缺陷—材料夾渣、夾層、裂紋等缺陷引起閥片應(yīng)力集中,在循環(huán)載荷作用下,成為疲勞破壞的根源。因此新閥片早期磨損率較高,使用期超過1000h的閥片,其使用壽命較高;
(4)介質(zhì)腐蝕—壓縮介質(zhì)本身有腐蝕性或介質(zhì)中含有水分,工作時(shí)沖刷閥片,破壞閥片表面保護(hù)膜,在閥片局部地方出現(xiàn)腐蝕麻點(diǎn)和空洞,引起應(yīng)力集中,產(chǎn)生腐蝕疲勞破壞。
(1)彈簧從閥片全閉到全啟,其載荷由預(yù)壓縮力變化到最大壓縮力,承受脈動(dòng)循環(huán)載荷,引起疲勞破壞;
(2)彈簧變形時(shí)與彈簧孔壁發(fā)生摩擦磨損,強(qiáng)度下降而斷裂;
(3)介質(zhì)對(duì)彈簧表面腐蝕,產(chǎn)生麻點(diǎn)、凹坑,引起應(yīng)力集中,加速?gòu)椈善谄茐模?/span>
(4)材質(zhì)不符合要求,彈簧的加工、熱處理有缺陷。
(1)閥座密封面不平,表面粗糙度達(dá)不到要求;
(5)氣體溫度高,潤(rùn)滑油易變成炭渣卡住密封面。石油氣壓縮機(jī),溫度和壓力越高,聚合物積炭越嚴(yán)重,炭渣黏著在閥片和閥座上,使氣閥漏氣,見圖1;
圖1
(1)在多級(jí)壓縮機(jī)中,若某一級(jí)排氣閥漏氣,排出氣缸的氣體又部分泄漏回氣缸,不僅使該級(jí)排氣溫度升高,排氣壓力下降,而且該級(jí)的排出氣量不足,使前級(jí)的排氣壓力上升。
因此判別某級(jí)排氣閥是否漏氣,可測(cè)量該級(jí)閥蓋上的溫度是否升高,本級(jí)排氣壓力是否下降,前級(jí)排氣壓力是否上升等方面來識(shí)別。此外,還可以用金屬棒或泄漏檢測(cè)儀檢查,氣閥漏氣嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)出吱吱的聲音。
(2)某一級(jí)吸氣閥漏氣,則該級(jí)吸氣閥部位溫度升高。同時(shí)由于該級(jí)吸入氣體又在壓縮過程中泄漏出去,使前級(jí)排氣壓力上升,而后面各級(jí)因吸入氣量不足,排氣壓力下降。因此同樣可用測(cè)量溫度、壓力和聲音的方法來判別。
(3)如果第一級(jí)吸氣閥漏氣,則隨后各級(jí)氣量下降,各級(jí)排氣壓力也相應(yīng)下降,因此可從各級(jí)排氣壓力和氣量是否下降來加以判別。
如上所述,氣閥故障主要表現(xiàn)為閥片損壞、彈簧折斷和氣閥漏氣方面,其實(shí)這3種故障常常互為因果,閥片損壞可導(dǎo)致氣閥漏氣;彈簧折斷使得閥片對(duì)閥擋和閥座的沖擊速度和撞擊力增大,導(dǎo)致閥片碎裂。
因此,利用閥片沖擊力的變化、氣閥是否產(chǎn)生泄漏等特征參數(shù)來判斷閥片和彈簧故障,是當(dāng)前研究利用振動(dòng)信號(hào)診斷氣閥故障的主要方法之一。
監(jiān)測(cè)氣閥的故障信號(hào),除了觀察壓縮機(jī)的熱力參數(shù)變化之外(如壓縮機(jī)各級(jí)吸、排氣壓力變化、氣量變化、閥腔內(nèi)溫度變化以及壓力脈動(dòng)變化等),更主要的是希望從氣閥工作過程中產(chǎn)生的動(dòng)力性能變化來診斷故障。
目前對(duì)氣閥故障進(jìn)行監(jiān)測(cè)和診斷的主要方法有:
(1)在壓縮機(jī)氣閥閥蓋上用傳感器拾取振動(dòng)信號(hào)或噪聲信號(hào),然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理和故障識(shí)別;
(2)在氣閥閥室內(nèi)用位移傳感器拾取閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律信號(hào),校核閥片運(yùn)動(dòng)規(guī)律;
(3)引出氣缸的壓力,作出氣缸內(nèi)的p-V示功圖,從示功圖的變化上判別氣閥故障;
(4)測(cè)量吸、排氣腔內(nèi)的脈動(dòng)壓力和溫度變化診斷氣閥故障。
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