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氮氣壓縮機的常見問題

  氮氣壓縮機主要是用于各種工業需求中,在氮氣壓縮機原進氣口與平衡氣罐之間用管道連接,當密封函的密封性能不是很好時,由于該管道提供了一定的壓力,阻止了空氣從密封函和活塞桿的間隙里泄露入氣缸,從而保證了壓縮后的氮氣純度,通過以上改進后的壓縮機的工況有了很大的改良。


  一、氮氣壓縮機原理
  為了提高壓縮后氣體的純度及改進壓縮機的工況,在壓縮機的前級與分餾塔之間增加一只平衡氣罐,體積在0.5—1.0立方左右即可以滿足需要,將壓縮機的進氣管口改成在一級閥門蓋上打孔,用管道與平衡氣罐直接連接,并且將進氣管道直徑加粗,這樣可以減少管道對氣體的阻力,增加了氣體的流速,從而提高壓縮機一級活塞吸氣運動時的進氣量。
  由于采用了無水潤滑方式,壓縮機各級氣缸的溫度都有一定幅度的上升,其中三級氣缸的溫升最大,為了改善該級氣缸的散熱性,避免溫升過大,在制作三級氣缸時,要求氣缸的生產廠家,將其外壁設計成翅片式,內壁鑲導熱性能良好且耐磨的銅套,通過以上方式生產出來的氣缸,其性能及壽命都大大提高。
  氮氣壓縮機的控制系統一般都比較簡單,有的年份比較早的壓縮機,采用的電動機多是繞線式電機,其啟動方式采用頻敏變阻器來啟動的。近幾年基本上都改成了使用鼠籠式電機,很多采用直接啟動方式的,可這種啟動方式的啟動電流太大,存在很大的安全隱患,在安全和操作方面帶來了很多不利,為了改善這些問題,我們將電機的控制系統改為星三角啟動方式,來降低了啟動電流,并且對整個控制系統增加了連鎖和報警功能,主要是對設備的供油系統和供水系統設置了連鎖和報警功能,同時對三級排氣溫度和排氣壓力均設置了報警功能。
  二、氮氣壓縮機故障
  壓縮機一旦出現斷油或斷水現象時,控制系統會發出報警指示,并且延時停機以保護氮氣壓縮機,當三級排氣溫度和壓力超過設定植時,系統也會發出報警聲,來提醒操作人員及時排除問題,避免安全事故的發生;擴大甚至達到3mm以上、環槽直角已磨損成斜的。于是,將活塞體送到車床上對導向環槽進行再加工,同時聯系供貨單位另配加寬非標導向環。由于導向環加寬,軸向間隙比標準適當放大0.1~0.2mm,從而能夠繼續使用該活塞體。建議各級活塞體均備用1只,例檢時發現導向環問題需重新熱套新環時,可直接使用備用活塞體,因按照操作規程,熱套導向環工作需要一個較長的隨爐冷卻過程,更換新活塞體可節約檢修時間,保證備機完好狀態。
  氮氣壓縮機在運行6000多小時后出現級間壓力異常現象:一級排氣壓力和溫度偏高,后來又下降。停機檢查,二級進氣閥內有不銹鋼金屬片,二級活塞體上下端面擠壓有不銹鋼碎片。該機活塞體的活塞環的環槽內均有不銹鋼彈力環,這時二級的三只活塞環僅剩2.4~4.3mm(新環13mm,規定最小徑向厚度7mm)。因活塞環磨損嚴重,導致其槽內的彈力環出來與氣缸壁磨損,彈力環斷裂成碎塊,造成氣閥內漏。通過打磨活塞體和缸壁、更換新的二三級活塞環、檢查各級氣閥、拆下各級彈力環后恢復正常使用,并將杭氧的氧壓機上的彈力環均拆下不再使用。
  壓縮機運行中,三級排氣溫度異常上升,現場檢查一級活塞桿未做上下運動,二三級正常。停機檢查到一級發生撞缸事故:連桿大頭瓦固定螺栓斷裂一只,活塞行程加大超限,鋁活塞體被撞碎、氣缸蓋被撞裂縫滲水、連桿斷裂。于是該機進行全部解體大修,更換一級活塞體、連桿、損壞的主軸瓦、大頭瓦、連桿螺栓等。機組重新對中,最后得以恢復使用。氣閥故障。日常巡檢中,可手摸各級吸氣閥,發現燙手或溫度明顯偏高,則該氣閥有內漏,停機需拆檢,一般是閥片斷裂掉塊問題,或閥片磨損密封不嚴,氣閥閥罩松動也會造成內漏和異響。該級吸排氣閥故障都能造成上一級排氣壓力和溫度升高。
  三、氮氣壓縮機操作
  在開啟氮氣壓縮機后未認真檢查就送氣運行,半小時后DCS上排氣溫度超溫報警,到現場檢查,發現機器的總進回水閥未打開,氣缸回水視鏡爆裂。立即停機,這時注意不可強行供水,防止溫度驟降出現其他事故。
  氮氣壓縮機開機運行兩個多小時后,一級排氣溫度超過180℃聯鎖停機(正常運行溫度155℃),經查,一級氣缸、二三級氣缸的兩只DN25回水閥未打開造成。在前天進行檢修機器時,關閉了該兩只閥門,檢修結束未予恢復,開機前也未認真檢查,造成氣缸冷卻不充分,排氣溫度超標。
  氮氣壓縮機開機時,手搖齒輪油泵向曲軸箱各潤滑點供油,泵后壓力表上升后就停止手搖,這時DCS上的進曲軸箱前油壓并未出現升高。開機后,曲軸箱呼吸孔和刮油器處冒白煙,急忙停機,打開曲軸箱側蓋,手搖油泵查看各潤滑流路暢通。調閱DCS上趨勢圖:開機30s后DCS上才出現油壓,運行2min后停機。由于前30s瓦塊上沒有進油,造成原存殘油汽化。
  氧氮壓機的齒輪油泵安裝在機身端面,主動齒輪通過離合器與曲軸相連,由曲軸帶動。運行中多次出現泵后油壓和濾后油壓突然下降又恢復的現象,甚至有時造成油壓過低直接聯鎖停機。經查,離合器磨損,更換新的離合器后故障消除。氮壓機齒輪油泵與曲軸直接連接,開機前,通過開啟機器外的輔助齒輪油泵(1.5kW電動機帶動)向各潤滑點供油。待主機運行,油壓大于0.30MPa,輔泵自停,依靠本身齒輪油泵供油。由于輔泵安裝位置高于曲軸箱油面,每次開該泵時,無油壓,需拆卸油壓力表排氣后油壓才上升,通過在泵后油管上安裝一排氣閥用于每次開機前輔泵排氣。
  氧氮壓機的級間冷卻器,水走管程、氣體走殼程,由于銅換熱管堵塞引起換熱效果差,用機械法疏通換熱管,長期采用這種方法,致使換熱管竄漏。運行中,二三級排氣壓力大于水壓,二三級冷卻器的回水有機玻璃視鏡內出現氣泡,可判斷出冷卻器竄漏。通過拆卸兩端封頭,裝上自制法蘭,充氣查漏,能查到換熱管竄漏,采用堵頭封堵。目前已有三臺換熱器出現過銅管竄漏進行封堵。該類冷卻器管板與殼體間密封采用填料密封,密封不嚴也出現竄漏,更換新填料或適當進行緊固封頭螺栓能夠消除竄漏。
  氧壓機二級冷卻器的管板與換熱管脹結處滲水到氧氣側,通過重新脹結消除漏點。氮壓機冷卻器水走殼程,氮氣走管程。運行半年后,冷卻器換熱效果變差,拆開水管檢查到殼程內折流板脫落,因采用鋁折流板,被循環水(軟水)腐蝕,水走短路,換熱效果變差。于是要求廠家進行更換了新的冷卻器芯子。
  四、氮氣壓縮機維修保養
  1、每次檢修機器時,停下氣、水后,在相關氣體閥門、水路閥門上懸掛警示牌,做好書面記錄,不得進行操作,防止無意操作使其他機器氣體倒流過來或水路供水而進入曲軸箱內,必須做到安全檢修。檢修完畢,由掛牌人員拆去警示牌,通知運行人員檢修結束可以試機。
  2、氧壓機必須處理好刮油環,運行中活塞桿不得有帶油現象,需研磨或更換刮油環,必要時更換活塞桿;填料函漏氣量大及時更換密封圈,組裝時切記三瓣密封在靠近氣缸側,否則,三六瓣密封圈裝反,開機就會漏氣。
  3、做好設備的開動臺時統計記錄,建立一機一帳維修檔案,方便查找問題、列出保養檢修計劃。根據備件質量情況,每2 000~4 000h例行檢查一次氣缸,查導向環間隙是否擴大、磨損,活塞環厚度是否合格;每4 000h檢查一次氣閥和曲軸箱內各螺栓的緊固情況。
  4、每半年化驗一次潤滑油,清洗一次油路,每年對油冷卻器進行抽芯,清除殼程油側污物。
  5、加強巡檢和管理,發現儀控柜上級間壓力不正常,停機檢查。巡檢注意各吸氣閥是否過熱而判斷內漏與否,細看冷卻器回水視鏡內是否有氣泡而判斷竄漏與否,曲軸箱油位是否異常升高或下降判斷油冷卻器竄漏:水進入油側,潤滑油乳化,曲軸箱油位視鏡處潤滑油明顯變色;油進入水側,曲軸箱油位下降并且潤滑油隨循環水進入到循環水池內。
  6、運行16000~24000h后進行大修一次,全面檢查、拆卸和清洗機組,修配和更換磨損的零部件,并對照原來記錄的數據和技術標準進行重新找正、找平,壓力容器和安全閥按規定進行檢查。
  7、氧壓機進行檢修裝配時,與氧氣接觸的各部位,徹底脫脂清洗,絕對忌油操作。在啟動升壓和停機降壓過程中,操作放空閥、送氣閥必須緩慢開啟或關閉,絕不能在一瞬間迅速開、關,否則造成瞬時局部氧氣流速過分驟升,易出現安全事故。
  8、制作開停機提醒牌。將開機、停機步驟列在上邊,每次開機時逐條對照,核實無誤后進行下一步操作,避免操作不當造成設備故障。
  一般氣體壓縮機的活塞環所使用的材料為聚四氟乙烯,其雖然有良好的自潤滑性能,但導熱性、耐腐蝕性、形態穩定性較差,而在無水潤滑的壓縮過程中,氣缸內的溫度明顯升高,導致活塞環的使用壽命大大降低,所以要想辦法解決以上存在的問題,可以采用在制作活塞環的材料里加填充物的方法來改進聚四氟乙烯所存在的缺點,稱為填充聚四氟乙烯,以填充聚四氟乙烯為材料制作的活塞環,其耐磨性和使用壽命取決于材料成分的配比和活塞環的結構,填充聚四氟乙烯填料成分的配比的選擇,主要是從壓縮的介質、壓縮機的結構、機器的轉速等方面綜合考慮。

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