氮气压缩机原理、故障及操作维保认知

氮气压缩机原理、故障及操作维保认知

一般气体压缩机的活塞环所使用的材料为聚四氟乙烯，其虽然有良好的自润滑性能，但导热性、耐腐蚀性、形态稳定性较差。

氮气压缩机主要是用于各种工业需求中，在氮气压缩机原进气口与平衡气罐之间用管道连接。当密封函的密封性能不是很好时，由于该管道提供了一定的压力，阻止了空气从密封函和活塞杆的间隙里泄露入气缸，从而保证了压缩后的氮气纯度。通过以上改进后的压缩机的工况有了很大的改良，下面详细介绍一下氮气压缩机原理。

氮气压缩机原理

为了提高压缩后气体的纯度及改进压缩机的工况，在压缩机的前级与分馏塔之间增加一只平衡气罐，体积在0.5~1.0立方左右即可以满足需要，将压缩机的进气管口改成在一级阀门盖上打孔，用管道与平衡气罐直接连接，并且将进气管道直径加粗，这样可以减少管道对气体的阻力，增加了气体的流速，从而提高压缩机一级活塞吸气运动时的进气量。

由于采用了无水润滑方式，压缩机各级气缸的温度都有一定幅度的上升，其中三级气缸的温升最大。为了改善该级气缸的散热性，避免温升过大。在制作三级气缸时，要求气缸的生产厂家，将其外壁设计成翅片式，内壁镶导热性能良好且耐磨的铜套。通过以上方式生产出来的气缸，其性能及寿命都大大提高。

氮气压缩机的控制系统一般都比较简单，有的年份比较早的压缩机，采用的电动机多是绕线式电机，其启动方式采用频敏变阻器来启动。近几年基本上都改成了鼠笼式电机，很多采用直接启动方式。可这种启动方式的启动电流太大，存在很大的安全隐患，在安全和操作方面带来了很多不利。为了改善这些问题，可将电机的控制系统改为星三角启动方式，来降低启动电流，并且对整个控制系统增加连锁和报警功能。主要是对设备的供油系统和供水系统设置连锁和报警功能，同时对三级排气温度和排气压力均设置报警功能。

氮气压缩机故障

压缩机一旦出现断油或断水现象时，控制系统会发出报警指示，并且延时停机以保护氮气压缩机。当三级排气温度和压力超过设定值时，系统也会发出报警声，来提醒操作人员及时排除问题，避免安全事故的发生。扩大甚至达到3mm以上、环槽直角已磨损成斜的，需将活塞体送到车床上对导向环槽进行再加工，同时联系供货单位另配加宽非标导向环。由于导向环加宽，轴向间隙比标准适当放大0.1～0.2mm，从而能够继续使用该活塞体。建议各级活塞体均备用1只，例检发现导向环问题需重新热套新环时，可直接使用备用活塞体。按照操作规程，热套导向环工作需要一个较长的随炉冷却过程，更换新活塞体可节约检修时间，保证备机完好状态。

氮气压缩机在运行6000多小时后出现级间压力异常现象：一级排气压力和温度偏高，后来又下降。停机检查，二级进气阀内有不锈钢金属片，二级活塞体上下端面挤压有不锈钢碎片。该机活塞体的活塞环的环槽内均有不锈钢弹力环，这时二级的三只活塞环仅剩2.4～

4.3mm(新环13mm，规定最小径向厚度7mm)。因活塞环磨损严重，导致其槽内的弹力环出来与气缸壁磨损，弹力环断裂成碎块，造成气阀内漏。通过打磨活塞体和缸壁、更换新的二三级活塞环、检查各级气阀、拆下各级弹力环后恢复正常使用，并将杭氧的氧压机上的弹力环均拆下不再使用。

压缩机运行中，三级排气温度异常上升，现场检查一级活塞杆未做上下运动，二三级正常。停机检查到一级发生撞缸事故：连杆大头瓦固定螺栓断裂一只，活塞行程加大超限，铝活塞体被撞碎、气缸盖被撞裂缝渗水、连杆断裂。于是该机进行全部解体大修，更换一级活塞体、连杆、损坏的主轴瓦、大头瓦、连杆螺栓等。机组重新对中，最后得以恢复使用。气阀故障。日常巡检中，可手摸各级吸气阀，发现烫手或温度明显偏高，则该气阀有内漏，停机需拆检。一般是阀片断裂掉块问题，或阀片磨损密封不严，气阀阀罩松动也会造成内漏和异响。该级吸排气阀故障都能造成上一级排气压力和温度升高。

氮气压缩机操作

在开启氮气压缩机后未认真检查就送气运行，半小时后DCS上排气温度超温报警。现场检查，发现机器的总进回水阀未打开，气缸回水视镜爆裂。立即停机，这时注意不可强行供水，防止温度骤降出现其他事故。

氮气压缩机开机运行两个多小时后，一级排气温度超过180℃联锁停机(正常运行温度155℃)，经查，一级气缸、二三级气缸的两只DN25回水阀未打开造成。在前些天进行机器检修时，关闭了该两只阀门，检修结束未予恢复，开机前也未认真检查，造成气缸冷却不充分，排气温度超标。

氮气压缩机开机时，手摇齿轮油泵向曲轴箱各润滑点供油，泵后压力表上升后就停止手摇，这时DCS上的进曲轴箱前油压并未出现升高。开机后，曲轴箱呼吸孔和刮油器处冒白烟，急忙停机，打开曲轴箱侧盖，手摇油泵查看各润滑流路畅通。调阅DCS上趋势图：开机30s 后DCS上才出现油压，运行2min后停机。由于前30s瓦块上没有进油，造成原存残油汽化。

氧氮压机的齿轮油泵安装在机身端面，主动齿轮通过离合器与曲轴相连，由曲轴带动。运行中多次出现泵后油压和滤后油压突然下降又恢复的现象，甚至有时造成油压过低直接联锁停机。经查，离合器磨损，更换新的离合器后故障消除。氮压机齿轮油泵与曲轴直接连接，开机前，通过开启机器外的辅助齿轮油泵(1.5kW电动机带动)向各润滑点供油。待主机运行，油压大于0.30MPa，辅泵自停，依靠本身齿轮油泵供油。由于辅泵安装位置高于曲轴箱油面，每次开该泵时，无油压，需拆卸油压力表排气后油压才上升，通过在泵后油管上安装一排气阀用于每次开机前辅泵排气。

氧氮压机的级间冷却器，水走管程、气体走壳程。由于铜换热管堵塞引起换热效果差，用机械法疏通换热管，长期采用这种方法，致使换热管窜漏。运行中，二三级排气压力大于水压，二三级冷却器的回水有机玻璃视镜内出现气泡，可判断出冷却器窜漏。通过拆卸两端封头，装上自制法兰，充气查漏，能查到换热管窜漏，采用堵头封堵。目前已有三台换热器出现过铜管窜漏进行封堵。该类冷却器管板与壳体间密封采用填料密封，密封不严也出现窜漏，更换新填料或适当进行紧固封头螺栓能够消除窜漏。

氧压机二级冷却器的管板与换热管胀结处渗水到氧气侧，通过重新胀结消除漏点。氮压机冷却器水走壳程，氮气走管程。运行半年后，冷却器换热效果变差，拆开水管检查到壳程内折流板脱落，因采用铝折流板，被循环水(软水)腐蚀，水走短路，换热效果变差。于是要求厂家进行更换了新的冷却器芯子。

氮气压缩机维修保养

1、每次检修机器时，停下气、水后，在相关气体阀门、水路阀门上悬挂警示牌，做好书面记录，不得进行操作，防止无意操作使其他机器气体倒流过来或水路供水而进入曲轴箱内，必须做到安全检修。检修完毕，由挂牌人员拆去警示牌，通知运行人员检修结束可以试机。

2、氧压机必须处理好刮油环，运行中活塞杆不得有带油现象，需研磨或更换刮油环，必要时更换活塞杆;填料函漏气量大及时更换密封圈，组装时切记三瓣密封在靠近气缸侧，否则，三六瓣密封圈装反，开机就会漏气。

3、做好设备的开动台时统计记录，建立一机一帐维修档案，方便查找问题、列出保养检修计划。根据备件质量情况，每2000～4000h例行检查一次气缸，查导向环间隙是否扩大、磨损，活塞环厚度是否合格;每4000h检查一次气阀和曲轴箱内各螺栓的紧固情况。

4、每半年化验一次润滑油，清洗一次油路，每年对油冷却器进行抽芯，清除壳程油侧污物。

5、加强巡检和管理，发现仪控柜上级间压力不正常，停机检查。巡检注意各吸气阀是否过热而判断内漏与否，细看冷却器回水视镜内是否有气泡而判断窜漏与否，曲轴箱油位是否异常升高或下降判断油冷却器窜漏：水进入油侧，润滑油乳化，曲轴箱油位视镜处润滑油明显变色;油进入水侧，曲轴箱油位下降并且润滑油随循环水进入到循环水池内。

6、运行16000～24000h后进行大修一次，全面检查、拆卸和清洗机组，修配和更换磨损的零部件，并对照原来记录的数据和技术标准进行重新找正、找平，压力容器和安全阀按规定进行检查。

7、氧压机进行检修装配时，与氧气接触的各部位，彻底脱脂清洗，绝对忌油操作。在启动升压和停机降压过程中，操作放空阀、送气阀必须缓慢开启或关闭，绝不能在一瞬间迅速开、关，否则造成瞬时局部氧气流速过分骤升，易出现安全事故。

8、制作开停机提醒牌。将开机、停机步骤列在上边，每次开机时逐条对照，核实无误后进行下一步操作，避免操作不当造成设备故障。

一般气体压缩机的活塞环所使用的材料为聚四氟乙烯，其虽然有良好的自润滑性能，但导热性、耐腐蚀性、形态稳定性较差。而在无水润滑的压缩过程中，气缸内的温度明显升高，导致活塞环的使用寿命大大降低，所以要想办法解决以上存在的问题。可以采用在制作活塞环的材料里加填充物的方法来改进聚四氟乙烯所存在的缺点，称为填充聚四氟乙烯。以填充聚四氟乙烯为材料制作的活塞环，其耐磨性和使用寿命取决于材料成分的配比和活塞环的结