ZW-17／29型空气压缩机异响故障原因及应对措施

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活塞往复式压缩机在 日常运行中，其运行机件均有-种正常的声音，但当机体发生故障时，将出现异常的响声。根据响声，就可以找到发生故障的部位。通过检查分析，找出主要异响故障，并且采取措施，可以减少或预防、避免压缩机故障的发生。

ZW-17/29型压缩机，是杭州制氧机厂生产的立式三级活塞往复双作用式空气压缩机，属中型中压机型，170 Il /h分馏系统配套的制氧设备之-。ZW -17/29型空气压缩机的主要性能参数见表 1。

表1 ZW -17/29型空气压缩机性能参数为了分析查找压缩机异响发生的原因，并提出应对措施，特对某空分装置该压缩机发生异响的故障部位、频次进行了统计，见表 2。

表 2 2009年ZW -17/29型压缩机异响故障统计从表2中可以看出，该压缩机异响故障主要出现在气阀组件的阀片断裂和活塞组件中的活塞环及弹力环的断裂部位。

2 故障原因分析及应对措施2.1 阀片断裂2.1.1 故障现象压缩机气缸内发出咔嗒”响声，时断时续，伴随着压力、温度的波动，气流的声音也将出现异常，产气量降低，使整个空分装置生产处于不稳定状态。

2.1.2 原因分析该压缩机使用的气阀为网状阀，金属阀片材质为3Cr13，属于 自动阀。由于阀座与阀片均为收稿 日期：2013-04-23；修回日期：2013-07-18。

作者简介：：左银文(1976 )，男，工程师。1999年毕业于抚顺石油学院化工机械与设备专业，现为中国石化齐鲁分公司腈纶厂水汽车间设备管理员。电话：15553317259。

第 3期 左银文，等 .ZW-17/29型空气压缩机异响故障原因及应对措施 .233。

金属材质，经过空气滤清器吸入的空气仍然含有灰尘等固体颗粒杂质和水分，而且不断地进入气阀的密封面，在压差及弹簧的作用下，这些固体颗莲对密封面产生冲刷磨损，破坏了其启闭效果 ，发出不正常声音。另外，管路的锈蚀物也会在运行中进入气阀中，进而破坏密封面，造成温度、压力波动。再者，空气中的水分，尤其在夏季空气湿度比较大的情况下，对气路中的锈蚀起促进作用，并将-些灰尘吸附在气阀中，加速气阀的失效。

实践证明，以金属材料 3Cr13等制成的往复压缩机阀片，无论在安全性或在工作效率上，其性能都存在着-定的缺陷。这主要是由于压缩机气阀组中的阀片，在剧烈的气流运动中受到循环冲击、弯曲疲劳、腐蚀介质固体颗粒和高温环境的影响，对阀片产生应力而断裂破坏(见图 1、2)。

图 1 径向断裂的阀片图 2 表面剥落的阀片出现图1、2所示的情况，不仅使气阀使用寿命缩短，而且断裂的阀片也容易在压缩机的往复运动中损伤活塞组件或气缸，造成压缩机故障。

2.1.3 应对措施将压缩机阀片的材质由 3CR13改为聚醚醚酮 (PEEK，Polyether ether ketone)工程塑料。

PEEK具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐水解、抗蠕变性能好、易加工等特点。PEEK阀片与金属阀片相比，具有以下优点 1：(1)可以将 PEEK阀片设计成较大的升程，从而降低气阀功耗，提高气阀效率。

(2)塑料阀片的密度小，弹性模量小，冲击力减小，由此产生的疲劳损伤随之降低，有效地延长气阀的寿命，-般正常工作可达 8 000 h以上 (中压、低压、温度低于 135℃的工况)。

(3)塑料阀片综合性能好。塑料与金属的密封面贴合处，可在使用中因阀片的多次开闭贴合而形成良好密封，减少了漏气情况的发生，对气阀维修安装要求也相应降低。

(4)具有 良好的耐磨性和柔韧性，阀片不易断裂，即使形成裂纹，其裂纹的扩展速度也较慢，驳落的裂片带入压缩气缸也不会造成气缸的损坏，避免撞缸事故的发生。

(5)通流特性优于金属阀片，是因为气流摩擦引起的能耗降低。气阀能耗降低可达 10% ～15% ，使排出气体的温度下降，能有效降低压缩机的能耗。

由于 PEEK阀片具有以上优点，在往复运动中，就可以利用其特有的弹性变形，减少灰尘及锈蚀物颗粒等对金属阀座密封面的损伤。另外这种耐高温、热塑性高分子材料在抗杂质、抗液击能力方面也具有突出的优越性，即使阀片断裂进入气缸，也 不会造成 严重 的后 果。改进后 的气 阀PEEK阀片 见图3。

2.2 活塞环、弹力环断裂2.2.1 故障现象活塞环、弹力环造成压缩机异响的故障率仅次于气阀组件。

当压缩机的活塞环、弹力环出现故障时，整台机组会发出沉闷的咚咚”声，明显感觉振动加剧，并且连接管道不停的抖动，气量明显下降，压力、温度变化很大，若不及时处理，会发生严重的设备事故。在其中1次异响紧急停车检修中，发第 3期 左银文，等 .ZW-17/29型空气压缩机异响故障原因及应对措施 .235。

表3 2010年 ZW-17/29型压缩机异晌故障统计从表 3可以看出，改造后的 ZW -17/29型压缩机故障次数由原来的25次降至2次，故障大大减少。至 2012年，2 a的运行结果表明：部分受力运动部件经过改进后超出了其设计使用寿命 ，其气阀阀片的使用寿命由原来平均2个月左右，延长到连续使用 0.5 a以上，1套活塞环寿命可连续运行 0.5 a左右。因此，采取相应措施后 ，ZW -17/29型压缩机故障率大大减少，不仅保证了生产的需要，而且节约了大量备件费用和维修费用，效果非常显著。