丙烷压缩机气阀泄漏故障的分析与预防

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某石化公司丙烷脱沥青装置压缩机 4L-12.5/22为双缸、二级压缩、L型活塞压缩机，-级缸分别有 6个吸排气阀，二级缸各有 2个吸排气阀。丙烷压缩机是回收汽提塔分离后的低压气相丙烷，压缩升压后进入丙烷罐循环使用，降低丙烷消耗的重要设备，回收丙烷气体的简易工艺流程见图1。压缩机长期以来，在生产运行中频繁出现排气量低 ，吸排气阀异音 、温度超高 ，气阀泄漏的故障，需要多次停机进行拆检，不仅影响装置的正常生产，还造成了较大的经济损失和能耗。

气阀是活塞压缩机主要的易损件之-，压缩机的检修情况见表 1。

从表 1中维修情况看气阀故障率较高，而且在拆检过程中发现气阀气道、阀座和阀室内积液较多，气阀更换频繁。气阀泄漏故障，主要是气阀零件的机械损坏，过度磨损，以及介质腐蚀引起的，其中最易损坏的是阀片和弹簧。本文就气收稿 Et期：2012-04-18- 2012年06期(总第 236期)阀经常出现的故障进行分析，希望找到故障原因，并及时采取相应的预防措施，降低故障发生率，保证装置的安全平稳运行。

图 1 丙烷气体回收简易工艺流程2 压缩机气阀泄漏的表现气阀的泄漏会降低压缩机的排气量、影响压缩机的级间压力和温度。气阀泄漏的表现有外漏故 障 分 析Fault Analvsis表 1 压缩机维修情况时间 检修项目 检修内容J201/1检查 6个-级缸吸 2011- 10-ll 检查并清理 气阀J201/2检查 2个二级缸吸 更换排气 阀，2个气 阀弹201 1-10-30 气阀 簧偏J201/1检查 4个二级缸吸 更换排气阀，1个气阀弹2011-l1-12 气阀 簧断J201/1检查 12个-级缸吸 更换排气阀，4个气阀垫2011-11-19 排气阀 片坏J201/1检查 16个-二级缸 更换排气阀，3个气阀弹2011-12-11吸排气阀 簧断和内漏 2种。

2.1 外漏吸排气阀的阀盖与气缸的螺栓未紧固，螺栓紧偏造成吸排气阀的外漏；另外垫片损坏、失效或不正也会引起气阀的外漏。外漏虽然对压缩机排气量不会有太大的影响，但是丙烷是易燃易爆有毒介质，对操作员工降和环境会造成极大的危害。这种情况，-般是由于维修人员技术水平低或粗心大意造成的，气阀的安装质量差，试运行后发现气阀外泄漏；出现这种气阀外漏时，只能再次停机、泄压、置换后重新返工，造成-定的经济损失；外漏-般在气阀安装过程中都是可以避免的。

2.2 内漏气阀的内漏有 2方面的原因：-方面是气阀与气缸的密封垫片损坏、失效或不正引起气室与气缸之间的泄漏，造成排气量的不足 ；另-方面则是气阀的阀片动作不能有效到位造成泄漏。

气阀阀片不能到位的原因有：(1)阀座和阀片之间掉入金属碎片或其他杂物，关闭不严 ，形成漏气；(2)阀座与阀片接触不严，形成漏气；(3)吸气阀弹簧设计选择不合适，弹力过强则吸气时开启迟缓 ，弹力太弱则吸气终了时关闭不及时；(4)吸气阀弹簧折断，压缩时也会产生关闭不严和不及时的现象；(5)阀座与阀片磨损，密封不严，形成漏气；(6)吸气开启高度不够，气体流速加快，阻72 l 瓣力增大 ；(7)弹簧卡昨倾斜，使阀片关不严。

3 压缩机气阀泄漏故障产生的原因3.1 阀片的疲劳损坏造成气阀泄漏故障阀片通常制成片状 ，是交替开启与关闭阀座通道的零件。研究发现，气阀损坏是由于阀片在工作中主要承受的两种载荷引起的：(1)由阀片两侧压差引起的均布载荷 ，而且这种载荷 ，随着气缸内压力的周期变化 ，而产生脉动循环交变载荷，使阀片产生弯曲疲劳破坏，产生环向裂纹； (2)由阀片与升程限制器及阀座撞击时产生的撞击载荷，由于压缩机的连续运转，这种撞击不断重复，引起阀片的弯曲变形，直接形成从外缘开始的径向断裂破坏，而且其撞击力与阀片的质量和运动速度有关。

当然在实际使用过程中阀片的主要破坏形式是 由撞击载荷引起的径向断裂。这种破坏属于小能力、多次撞击引起的疲劳破坏。另外引起阀片损坏的原因还有：(1)阀片内部的缺陷引起应力集中，在循环载荷的作用下成为破坏的根源；(2)阀片在工作 中与其它零部件摩擦引起的阀片失效损坏；3。2 压缩机带液对气阀的腐蚀损坏3.2.1压缩机带液对气阀阀片的损坏由于丙烷脱沥青装置中的气相循环丙烷介质含有 H2S等腐蚀性物质和 6%的水分，气阀在工作时被包围在介质之中，受到介质的高速冲刷。当丙烷介质被压缩时，水分会析出形成液态水 ，从而在气阀周围形成了湿的H s腐蚀环境，使气阀表面保护膜被破坏，阀片局部出现点蚀现象和穿孔，腐蚀性溶液的存在，加速了气阀阀片密封面的损坏。气阀在工作时受到介质的高速冲刷与腐蚀，同时气体中的水汽在压缩过程中析出后 ，使阀片表面保护膜破坏，局部出现麻点或空洞，造成阀片的破坏。

从压缩机的工艺流程 (图 1)来看，丙烷分水罐分离从汽提塔顶来的丙烷，由于汽提过程中携带比较多的过热蒸气冷凝后的水分，通过降温后大部分冷凝水在分水罐分离。沉降分离罐的作用是分离丙烷气所携带的部分液体，通过沉降分离2012年O6期(总第236期)簟故 障分 析Fauk Anahsls后，进入压缩机，如何确保分水罐和分离罐的分离效果，与压缩机是否能够安全运行有直接的关系。

在气阀拆检过程中，发现气道内和气阀座处有比较多的积液 ，可以看出压缩机带液与压缩机的定时切液和工艺操作条件有-定的关系，带液严重会缩短气阀的使用寿命。

3.2.2 压缩机带液对气阀弹簧的损坏气阀的弹簧是当气阀关闭时 ，推动阀片落 向阀座，而在开启时防止阀片撞击升程限制器的元件。压缩机介质在对阀片进行疲劳腐蚀的同时，也对弹簧存在着腐蚀。从表 1的检修情况来看，有 2次气阀故障都是因为气阀弹簧断裂而造成的，而且在拆检过程中发现气室内的积液也很多。因此弹簧的断裂主要是因为压缩机带液严重造成对弹簧的腐蚀和冲刷。另外，弹簧由于长时间和升程限制器侧面发生偏磨 ，也会造成弹簧的磨损 ，而且在介质和液体同时剧烈冲刷和腐蚀下，势必会造成弹簧的断裂。

4 压缩机气阀泄漏故障的预防措施4.1 控制气阀的维修质量(1)安装过程中尽量避免气阀的泄漏而造成不必要的维修。在安装前需要先检查所有阀片、弹簧等零部件是否安装完好，若有问题应当立即更换。检查气阀的产品质量合格证 ，并进行必要的试漏工作，试漏合格不发生泄漏后才可以进行安装。垫片位置安装正确，装气阀时螺栓对称紧固，用力均匀不要紧偏。

(2)气阀的质量也是造成气阀故障频繁发生的原因，因此选择适宜在湿 H2S腐蚀环境下工作的不锈钢气阀，减小带液对气阀零部件的腐蚀 ，延长气阀的使用寿命，是降低维修费用、节约成本的有效途径。

(3)提高岗位员工和技术人员的巡检质量，定期切换压缩机，周期性检查保养，防患于未然。

4.2 降低压缩机的带液量压缩机带液严重是气阀维修批次增多的主要原因，因此必须加强压缩机的切液。

(1)减少气相丙烷的带液量。合理控制汽提过豳2012年06期(总第236期)热蒸汽的压力和流量，使气相丙烷在分离的过程中旧能少地携带水份进入分水罐和沉降分离罐，再进入压缩机。

(2)降低气相丙烷的腐蚀性。在汽提分离气相丙烷的工艺流程中加入缓蚀剂 ，降低丙烷 中的硫化氢含量，是防止含硫化氢酸性油气对气阀腐蚀的-种有效方法。缓蚀剂通常为含氧的有机缓蚀剂，有胺类、咪唑啉、酰胺类和季胺盐等。

(3)沉降分离罐的切液。增大气液分离空间，提高气液沉降分离效果 ，及时切除分离液体，防止液体带入压缩机。

(4)压缩机本体定时切液。压缩机运行过程中，压缩机 中间座、二级缸进 口、-级缸进 口、中间分离器每间隔 30 min切液-次，听到有气体喷出的声音和通过切液 口的看窗看到无液时才可关闭切液阀，确保每次将带液切除干净。

(5)压缩机进口安装过滤器。及时将其内的积液清理干净，否则积液将随着气流进入压缩机。

(6)在压缩机-级入 口、-级 出口、二级入口、二级出口分别安装缓冲器，并对缓冲器定期切液 ，以减少带液经过气阀进入缸体。

(7)在环境气温较低的情况下 ，尤其是冬季低温条件下，增加压缩机切液的频次，以减少带液。

4.3 降低粉尘等杂质对气阀的影响在开车前对人 口管线进行彻底吹扫，杜绝粉尘及铁锈等杂质进入压缩机，也是保证气阀正常工作的重要因素。杂质不仅会堵塞过滤器 、拉伤气缸 ，而