新氫壓縮機(jī)氣閥故障分析

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1、新氫壓縮機(jī)氣閥故障分析1前言新氫壓縮機(jī)是加氫裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，其作用是將常溫、壓力1.2～1.6MPa的氫氣（來(lái)自重整或制氫裝置）壓縮至6.5～8.0MPa后并入加氫系統(tǒng)，供反應(yīng)消耗。據(jù)估算，加氫裝置的設(shè)備故障有三成以上發(fā)生在新氫壓縮機(jī)上，而新氫壓縮機(jī)的主要易損件則是氣閥。一方面，我們應(yīng)分析引發(fā)壓縮機(jī)氣閥出現(xiàn)故障的原因，盡可能降低故障頻次；另一方面，當(dāng)壓縮機(jī)發(fā)生氣閥故障時(shí)，應(yīng)及時(shí)、準(zhǔn)確地判斷故障部位，避免氣閥故障進(jìn)一步惡化。2新氫壓縮機(jī)氣體流程一級(jí)入口緩沖一級(jí)出口冷卻器二級(jí)入口二級(jí)出口分液灌圖一新氫壓縮機(jī)一般選用二級(jí)對(duì)稱平衡型，氣缸為雙作用，即活塞兩面分別與氣

2、缸壁形成“工作容積”。氣閥是新氫壓縮機(jī)的關(guān)鍵部件之一，其結(jié)構(gòu)如圖二。氣閥分吸氣閥、排氣閥，分別安裝于氣缸的吸氣側(cè)和排氣側(cè)，吸、排氣閥結(jié)構(gòu)類似，由閥座、閥片、閥蓋、彈性元件以及連接螺栓組成。氣閥的作用：在彈性元件作用下允許氣體單向通過(guò)。如圖一，以一級(jí)氣缸外側(cè)（背離曲軸箱一側(cè)）為例說(shuō)明氣缸的吸、排氣過(guò)程。吸氣：當(dāng)活塞自左向右運(yùn)行時(shí)，氣缸內(nèi)工作容積不斷增加，缸內(nèi)氣體壓力逐步下降。在壓差作用下一級(jí)吸氣閥打開，一級(jí)排氣閥關(guān)閉，氣體源源不斷進(jìn)入一級(jí)氣缸。壓縮：吸氣完畢，活塞自右向左運(yùn)動(dòng)，氣缸內(nèi)工作容積不斷縮小，氣體壓力升高。在壓差作用下一級(jí)吸氣閥關(guān)閉，一級(jí)排氣閥維持關(guān)閉狀態(tài)

3、，氣體被壓縮。排氣：當(dāng)氣缸內(nèi)壓力上升到一級(jí)排氣壓力后，一級(jí)吸氣閥維持關(guān)閉，一級(jí)排氣閥打開，氣體源源不斷排出一級(jí)氣缸。余氣膨脹：當(dāng)氣缸排氣完畢，活塞自左止點(diǎn)向右運(yùn)行，氣缸內(nèi)壓力下降，至氣缸吸氣前，一級(jí)排氣閥關(guān)閉，一級(jí)吸氣閥維持關(guān)閉狀態(tài)。3氣閥故障分析氣閥作用：只允許氣體單向流通。3.1一級(jí)吸氣閥故障現(xiàn)象：吸氣過(guò)程中，氣體從壓縮機(jī)入口管網(wǎng)經(jīng)一級(jí)吸氣閥進(jìn)入氣缸，壓縮、排氣過(guò)程中，氣體又經(jīng)一級(jí)吸氣閥“回吐”至入口管網(wǎng)，并非經(jīng)一級(jí)排氣閥進(jìn)入一級(jí)出口緩沖罐，氣體往復(fù)運(yùn)動(dòng)，一級(jí)氣缸不對(duì)氣體做功，氣體壓力無(wú)法升高。二級(jí)壓縮實(shí)際變成一級(jí)壓縮。壓縮機(jī)排量下降，一級(jí)壓縮比下降，一級(jí)排

4、氣溫度下降，二級(jí)壓縮比被迫升高，二級(jí)排氣溫度被迫升高。3.2一級(jí)排氣閥故障現(xiàn)象：吸氣過(guò)程中，氣體并非從壓縮機(jī)入口管網(wǎng)經(jīng)一級(jí)吸氣閥進(jìn)入氣缸，而是從一級(jí)出口緩沖罐“回吐”至一級(jí)氣缸，壓縮、排氣過(guò)程中，氣體又經(jīng)一級(jí)排氣閥進(jìn)一級(jí)出口罐，氣體往返運(yùn)動(dòng)，一級(jí)氣缸不對(duì)氣體做功，氣體壓力無(wú)法升高。二級(jí)壓縮實(shí)際變成了一級(jí)壓縮。壓縮機(jī)排量下降，一級(jí)壓縮比下降，一級(jí)排氣溫度下降，二級(jí)壓縮比被迫升高，二級(jí)排氣溫度被迫升高。由此可見(jiàn)，一級(jí)吸、排氣閥故障產(chǎn)生的現(xiàn)象一樣，一級(jí)缸不起壓縮作用，原來(lái)的二級(jí)壓縮變成第二級(jí)壓縮，即一級(jí)壓縮。3.3同理，二級(jí)吸、排氣閥故障產(chǎn)生的現(xiàn)象一樣，二級(jí)缸不起壓縮

5、作用，一級(jí)排氣壓力、溫度都被迫升高，原來(lái)的二級(jí)壓縮變成第一級(jí)壓縮，即一級(jí)壓縮。