宋鹏　张航铭

摘  要：地下储气库通常采用大排量、高压力的往复式压缩机进行注气工作，在储气库投产初期，部分机组出现了气缸缸套磨损的问题，严重影响机组的运行效率，同时增加了维修成本，降低了储气库的经济效益。机组故障造成装置生产大幅度波动，对生产安全造成了隐患。本文从运行角度分析压缩机缸套磨损的原因与优化措施。

关键词：往复式压缩机;缸套磨损;原因分析

1.概述

所应用的柴油加氢装置新氢压缩机中，其中一台自随装置停工检修后至出现磨损故障累计运行28天。另一台自随装置停工检修后至出现事故累计运行约4个月时间。两台机组故障现象相同，出现事故的表现为：运行中一级排气压力低于级间压力设定值4.3MPa，机组工艺系统中一回一自控组阀位逐渐关闭，直至关死，二回二自控组阀位逐渐开大，这样就造成了新氢压缩机组排气量降低、反应系统压力下降，进入新氢压缩机组的氢气量减少。而氢气从制氢装置来的量未发生变化，这就造成了新氢压缩机入口分离器V105压力升高，超过设定的压力值2.1Mpa。所以新氢放火炬自控组开启，造成了柴油加氢系统压力波动大，形成恶性循环。切换机组后将压缩机解体，发现一级活塞环与支撑环磨损严重，一级气缸缸套拉伤，部分气缸填料盒密封面磨损严重。

2.机组故障情況分析

解体后发现气缸内较脏，密封环磨损严重，鉴于机组解体后的现象了解到也许导致该类事故的原因为：介质气中含有其它杂质，与油混合后形成研磨剂，加速磨损。另外机组整体水平精度可能较差、吸入口压力波动大、注油量过多或过少等都会引起此类故障的发生。

通过原因分析进行逐一判断。

首先，经与车间相关工艺技术人员沟通确认，对机组内压缩气体进行化验分析，各组份指标正常，清洁无杂质。然后，查看压缩机组进气压力趋势图，进气压力无大幅波动，均在控制指标要求范围内。其次，机组解体回装过程中，采用内径激光找正仪现场对机组进行缸套与十字头滑道同轴度统检验，缸套较十字头低0.05mm（标准要求≤0.07mm）在合格范围内。

一段缸活塞环的比压核算，该机组使用的是填充四氟乙烯活塞环，它是一个具有较好弹性的开口环，在自由状态下，有一个开口间隙，当装入气缸内，被迫合拢呈圆环，在切口部位有热膨胀间隙。活塞环具有弹力，自由状态下就紧贴气缸内壁，所受到的约束力称为初弹比压。活塞环实现密封的前提是需要有初弹比压，才能建立起压力差，而活塞环的初弹比压与环的自由开口间隙有很大关系。压缩机正常运行时，密封比压随气缸内、外压力差的增大而增大，因此活塞环具有自紧密封的作用。仅从密封来看，密封比压越大越好，但是如果密封比压过大，会使活塞环或缸套磨损严重，影响压缩机的正常运行。

对故障环进行第三方检测，材料组分及部分可检测的物理性能参数（如密度，线性膨胀系数等），基本符合设计值，偏差在容许范围内。但由于非金属高分子材料的自身特性，一些参数已无法检测，不排除在压制、烧结等工艺过程中存在问题。

通过以上分析，判断机组缸套磨损的主要原因为两台机组所用同批次支撑环与活塞环在设计制造过程中存在问题，导致支撑环与活塞环在机组运行过程中快速磨损，磨损后颗粒与润湿油混合后进一步加剧了磨损速度，最终使密封体与缸套直接接触对缸套造成磨损。同时也不排除因介质组份问题造成故障的可能。

3.管理原因分析

3.1压缩机故障处理技术经验不足

在实际工作中，由于技术人员的技术经验不足，缺乏系统性考虑，对机组已出现的故障原因分析检查不到位，从而未能尽早发现故障的严重性或导致机组故障的不断扩大。在机组运行许多个小时的维护保养时，未对二级气缸直径及活塞环槽尺寸进行测量，未能最早发现气缸缸套磨损问题或掌握气缸缸套磨损情况。

3.2对厂家设计问题的处理能力不足

业主单位在确认了生产厂家提供的零部件不能满足机组运行工况并且已造成损失的情况下，未能有效追究生产厂家相关责任，而使自身花费了大量维修经费。该机组前后花了几年的时间才将气缸缸套磨损问题查清并完全解决。

3.3压缩机组振动监测不足

压缩机组仅在机身处设置有振动探头监测机组振动情况，在气缸末端未设置振动探头，管理上未考虑到利用便携式振动测试仪定期对气缸振动进行监测，因此在运行初期，气缸振动的掌握情况基本属于空白。从该机组的实际运行情况来看，气缸振动超标问题很早就有，只是在运行管理中未发现而已，影响到了气缸缸套磨损问题的发现及解决时效。

4.解决办法与预防措施

4.1及时更换缸套

对两台压缩机一级缸套进行更换，保障机组性能完好。一段缸套在大型卧式镗床上将其破坏取出。新缸套采用冷装后机加工的方式进行尺寸保证。将同批次、同厂商的密封环、支撑环进行退货，并要求厂商根据现场条件重新设计密封环、支撑环材质及比压值。与仪表部门合作对机组活塞杆下沉报警进行调校，以保证在发生磨损后活塞杆小量下沉时既报警，以免造成更严重的后果。

4.2加强技术培训，提高系统性分析问题的能力

通常情况下，气阀、活塞环、填料是压缩机的三大易损件，是制约往复式压缩机运行稳定性的重要影响因素。但是这是一个相对概念，它们的易损是相对于压缩机使用寿命来说，是相对于气缸、活塞等部件来说，而并不代表其本身的易损。在压缩机技术协议中有明确规定，气阀、活塞环、填料的使用寿命不能少于8000小时。因此在它们出现短时间的损坏时，作为压缩机的管理者，需引起重视。无论是压缩机组的业主管理单位还是运行维保单位，都应该加强对内部相关管理人员、技术人员的培训工作，从压缩机运行维护操作指导入手，结合压缩机系统知识，多方面展开学习，在遇到故障问题时，要能系统性的全面的分析故障问题，查清故障原因，解决故障问题。

4.3.完善压缩机维保管理规定，健全压缩机运行管理制度

对于往复式压缩机而言，专业的维护保养非常重要，一般情况下，往复式压缩机运行满1000小时需进行一级保养，运行满4000小时需进行二级保养，运行满8000小时需进行三级保养，作为管理单位，需完善各级保养的具体内容，在保养工作中严格落实。保养过程中如发现故障问题，应进行升级保养，查清故障根本原因。在日常运行管理中，需建立健全的运行管理制度，每日巡检与每周检查相结合，建立机组振动监测系统、监测机组各部位振动情况，全面掌握机组运行情况，确保机组运行平稳有效。

结语

通过对引起缸套磨损的可能性因素进行分析，判断出本次磨损的主要原因的所在，并针对此类问题举一反三，采取多种可控手段避免此类事故的再次发生。

参考文献：

[1]王宝君.往复式压缩机故障分析及改善措施[J].2011年全国石油化工机泵年会，2012.

[2]刘卫华，郁永军.往复压缩机故障诊断方法的研究[J].压缩机技术，2011，1（1）：3-5.

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