李洪深，刘 鹏，李十中

(1.清华大学核能与新能源技术研究院，北京 100084；2.中国天辰工程有限公司，天津 300400)

1 引言

氢气是极具发展潜力的清洁能源和重要的化工原料。随着我国加紧布局氢能产业，高压加氢站的建设逐渐成为制约氢能产业发展的瓶颈[1]。作为原料，氢气在合成氨、煤化工、重整制氢等生产流程中，也需要在较高的压力下进行化学反应[2]。在所有压缩机类型中，往复压缩机能提供最高的压缩比，是氢气储运的关键设备，其运行状况的好坏往往决定整个工程项目的成败。

气阀是往复压缩机的核心部件，安装在气缸上，控制着压缩机的吸气、排气过程。由气阀原因导致的压缩机故障约占故障总数的36%，且更换气阀成本较高，因此气阀的可靠性成为压缩机运行经济、安全、可靠的关键[3]。

目前，对往复压缩机运行中的故障模拟、诊断和报警系统国内外已有较多研究[4，5]，但压缩机在单机试运转过程中缺少系统保护，且所用试验气体与工作气体存在较大差距，易发生故障，却缺少相应的解决方案。针对这一问题，本研究尝试对某氢气化工项目试车过程中发生故障的氢气压缩机气阀进行失效分析，并提出相应的试车方案的改进措施。

2 压缩机气阀失效故障

2.1 负荷试运转工况

某化工项目中使用的氢气压缩机为4列4级往复压缩机，进口压力0.11 MPa(A)，压缩比16。在使用空气进行单机负荷运转试验过程中，该压缩机3级气缸的4个排气阀从中间整体断裂。

空气试车前，根据现场条件制定的压缩机负荷试运转程序如下：