海南昌江核電廠含氫廢氣隔膜壓縮機(jī)檢修經(jīng)驗(yàn)探討

孫智良

【摘 要】含氫廢氣隔膜壓縮機(jī)是核島廢氣處理系統(tǒng)的主要設(shè)備，承擔(dān)著反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)穩(wěn)壓器泄壓箱、化學(xué)和容積控制系統(tǒng)的容控箱及反應(yīng)堆冷卻劑疏水箱的含氫廢氣壓縮、輸送任務(wù)。本文針對(duì)隔膜壓縮機(jī)常見問(wèn)題的檢修方法進(jìn)行了總結(jié)，并聯(lián)系具體的故障事例進(jìn)行了分析和反饋。

【關(guān)鍵詞】隔膜壓縮機(jī)；故障；檢修

1 設(shè)備簡(jiǎn)介

海南昌江核電廠含氫廢氣處理系統(tǒng)（TEG）的主要?jiǎng)恿υO(shè)備是北京京城壓縮機(jī)有限公司生產(chǎn)的H-1DV3-40/10-I型含氫廢氣壓縮機(jī)，其工作原理是：用金屬膜片代替一般活塞式壓縮機(jī)的活塞，將氣側(cè)（下圖藍(lán)色）與油側(cè)（黃色）相隔。在電機(jī)的帶動(dòng)下，壓縮機(jī)曲軸周期性旋轉(zhuǎn)，使壓縮機(jī)活塞推動(dòng)油側(cè)的潤(rùn)滑油，迫使膜片往復(fù)振動(dòng)改變氣側(cè)容積，與進(jìn)排氣閥配合完成吸氣、壓縮和排氣工作。

隔膜壓縮機(jī)的技術(shù)性能直接影響廢氣處理系統(tǒng)的正常運(yùn)行，其關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)要求如下：壓縮介質(zhì)為含氫廢氣，容積流量為38m3/h，正常工況和倒箱操作進(jìn)氣壓力分別為0.005～0.0035MPa（G）、0.6MPa（G），額定排氣壓力為0.7MPa（G），排油壓力為0.9～1.4MPa（G），曲軸轉(zhuǎn)速為320r/min，膜片直徑為648mm。

2 常見故障分析與處理策略

2.1 膜片破裂

膜片是隔膜壓縮機(jī)的關(guān)鍵動(dòng)力部件，膜片破裂之后隔膜壓縮機(jī)應(yīng)立即停車，更換膜片。針對(duì)這一重要故障，H-1DV3-40/10-I型含氫廢氣壓縮機(jī)加裝了膜片間壓力報(bào)警信號(hào)，以便更快捷方便的發(fā)現(xiàn)故障。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)膜片破裂后，應(yīng)采取下列方式判斷具體的膜片破裂情況：拆除壓力報(bào)警開關(guān)與缸頭的接頭，觀察接頭處漏出的介質(zhì)。若漏出的為氣體，則說(shuō)明隔膜氣側(cè)破裂；若漏出的為潤(rùn)滑油，則說(shuō)明潤(rùn)滑油側(cè)破裂；若既有氣體又有潤(rùn)滑油，則說(shuō)明兩側(cè)都發(fā)生了破裂。

檢查到破裂的膜片后，處理步驟如下：首先對(duì)該氣缸進(jìn)行排油操作，將缸內(nèi)油側(cè)的潤(rùn)滑油都排放回油底殼；其次拆下缸體連接管路和全部螺栓，用缸蓋提手將缸蓋頂起10-15mm，取出已損壞的膜片，同時(shí)檢查缸蓋面是否清潔，配油盤上小孔是否通暢，不允許有任何固體顆粒存在；最后對(duì)膜片進(jìn)行組裝，因膜片有三張，分別為氣側(cè)膜片、油側(cè)膜片和中間膜片，應(yīng)先安裝油側(cè)膜片，再安裝中間膜片，最后安裝氣側(cè)膜片，中間膜片和油側(cè)膜片在靠近邊緣處均有2個(gè)定位孔，油側(cè)膜片在2個(gè)定位孔中間有一個(gè)小孔，中間膜片有一道氣槽。

2.2 不打壓或壓力太低

隔膜壓縮機(jī)在啟動(dòng)之后，經(jīng)過(guò)輕載啟動(dòng)階段就很快能達(dá)到額定壓力。若不升壓或升壓很慢，說(shuō)明壓縮機(jī)工作不正常。故障一般分為進(jìn)排氣閥內(nèi)漏、曲軸箱內(nèi)油量不足或補(bǔ)償油泵工作不正常等原因。

針對(duì)以上問(wèn)題，具體判斷方法如下：第一，檢查缸頭處進(jìn)排氣管道溫度是否正常；第二，檢查油缸內(nèi)油量及補(bǔ)償油泵工作情況；第三，檢查補(bǔ)償油泵工作情況；最后，檢查油路其他問(wèn)題。

2.3 潤(rùn)滑油壓力低

隔膜壓縮機(jī)的工作介質(zhì)是L-HM32抗磨液壓油，其不但起到傳到活塞推動(dòng)力的作用，還起到潤(rùn)滑各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)部件的功能，所以潤(rùn)滑油壓力低缺陷是經(jīng)常出現(xiàn)的。

若出現(xiàn)潤(rùn)滑油壓力低報(bào)警，可能是潤(rùn)滑油泄漏、調(diào)壓閥調(diào)解不當(dāng)、補(bǔ)償油泵工作不正常等原因?qū)е碌摹ａ槍?duì)這些問(wèn)題，可先檢查潤(rùn)滑油油位，若潤(rùn)滑油缺少，應(yīng)補(bǔ)充至油位標(biāo)尺上刻線；其次，調(diào)整調(diào)壓閥，當(dāng)油壓低于規(guī)定值時(shí)，可順時(shí)針擰動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘壓緊彈簧，油缸油壓應(yīng)始終高于排氣壓力的15-20%。進(jìn)行調(diào)節(jié)后，若油壓符合了規(guī)定值，需立即用螺母將調(diào)節(jié)閥螺釘鎖死。

3 應(yīng)用實(shí)例

2015年10月5日，發(fā)現(xiàn)設(shè)備位號(hào)為1TEG001CO和2TEG002CO的兩臺(tái)隔膜壓縮機(jī)啟動(dòng)后排氣壓力不足0.3MPa，遠(yuǎn)低于設(shè)備排氣額定壓力0.7MPa，無(wú)法滿足系統(tǒng)功能要求。因壓縮機(jī)啟動(dòng)后一般很快就能達(dá)到規(guī)定的壓力，若排氣壓力不足或升壓較慢，則說(shuō)明壓縮機(jī)運(yùn)行不正常。維修人員根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況將檢查分為了三個(gè)方面，具體如下：（1）進(jìn)排氣閥破損、泄露；（2）油缸內(nèi)油液有空氣；（3）油路管線故障，導(dǎo)致供油不足。

3.1 進(jìn)、排氣閥檢查

隔膜壓縮機(jī)進(jìn)排氣閥的工作原理較為簡(jiǎn)單，其閥片通過(guò)彈簧與密封部件（小鋼珠）相連，當(dāng)氣流推動(dòng)閥門運(yùn)動(dòng)時(shí)，密封部件跟隨運(yùn)動(dòng)，起到通、斷氣流的作用。進(jìn)排氣閥結(jié)構(gòu)一致，在機(jī)組上為相對(duì)安裝，所以在吸氣、排氣時(shí)可以相互配合保證氣流單向流動(dòng)。另外，由于膜片壓縮做功，排氣溫度較高，排氣管溫度上升較快；進(jìn)氣管由于氣流換熱，應(yīng)保持低溫。若閥門密封部件失效或者閥片卡澀，造成閥門內(nèi)漏，則導(dǎo)致壓縮機(jī)氣側(cè)無(wú)法建立起壓力，進(jìn)排氣管也沒有明顯的溫度變化。

維修人員在起機(jī)后發(fā)現(xiàn)，進(jìn)氣管溫度較低，排氣管溫度上升快，說(shuō)明進(jìn)排氣閥工作良好，起到了通氣作用且沒有內(nèi)漏。

3.2 油側(cè)排氣

因空氣相比潤(rùn)滑油更具可壓縮性，若油側(cè)進(jìn)入大量空氣，則會(huì)導(dǎo)致膜片壓縮量不夠，排氣壓力不足。維修人員進(jìn)行了壓縮機(jī)左缸、右缸的加油排氣工作，具體過(guò)程如下：

首先打開曲軸箱觀測(cè)孔，盤動(dòng)壓縮機(jī)皮帶輪，使油缸活塞移動(dòng)至上止點(diǎn)。活塞上止點(diǎn)是油側(cè)潤(rùn)滑油體積最小的位置，在上止點(diǎn)補(bǔ)油可以節(jié)省手動(dòng)補(bǔ)油的時(shí)間，另外也可以避免補(bǔ)油過(guò)多，影響活塞轉(zhuǎn)動(dòng)。其次，打開調(diào)壓閥JV1、缸底球閥HV4，此時(shí)氣缸油側(cè)與油底殼連通。順時(shí)針搖動(dòng)手搖泵，直到看到調(diào)壓閥回油管有潤(rùn)滑油均勻溢出。最后，迅速關(guān)閉調(diào)壓閥JV1，缸底球閥HV4，將另一側(cè)油缸盤動(dòng)至上止點(diǎn)，重復(fù)上述步驟進(jìn)行補(bǔ)油。

在補(bǔ)油結(jié)束后對(duì)曲軸箱油位進(jìn)行了檢查，位于油標(biāo)的上刻線左右，滿足要求。啟動(dòng)隔膜壓縮機(jī)后，確認(rèn)補(bǔ)償油泵工作正常，但是出口壓力仍為0.3MPa左右，經(jīng)過(guò)調(diào)整調(diào)壓閥旋鈕，出口壓力仍沒有顯著變化。

3.3 油路管線檢查

對(duì)油路檢查中發(fā)現(xiàn)，電磁閥001VH/002VH存在異常發(fā)熱現(xiàn)象。該電磁閥設(shè)計(jì)工況為：接收到啟動(dòng)信號(hào)后，電磁閥通電打開，在起機(jī)4秒內(nèi)對(duì)油路進(jìn)行卸荷，以保證隔膜壓縮機(jī)輕載啟動(dòng)。4秒之后，電磁閥失電關(guān)閉，機(jī)組投入正常運(yùn)轉(zhuǎn)。異常發(fā)熱說(shuō)明電磁閥一直處于得電打開狀態(tài)，將在壓縮機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，將油缸內(nèi)的潤(rùn)滑油送回了油底殼，導(dǎo)致油壓不足。

除重新校驗(yàn)壓縮機(jī)電磁閥邏輯外，維修人員對(duì)電磁閥進(jìn)行了重新校驗(yàn)，以防止內(nèi)漏。經(jīng)用儀器測(cè)量，該閥門正向打壓可保壓至2MPa，反向打壓值為0.3MPa，壓力合格。在重新安裝電磁閥之后，兩個(gè)油缸壓力滿足要求，排氣壓力達(dá)0.65MPa，設(shè)備再鑒定合格。

4 總結(jié)

（1）隔膜壓縮機(jī)為安全級(jí)3級(jí)，質(zhì)保等級(jí)Q2級(jí)，在核電廠屬于重要設(shè)備，應(yīng)定期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

（2）認(rèn)真了解隔膜壓縮機(jī)結(jié)構(gòu)、油路系統(tǒng)及故障發(fā)生的原因才能準(zhǔn)確分析出故障原因，突出重點(diǎn)，降低檢修時(shí)間，減少工作人員受照劑量。

（3）電磁閥等易損部件應(yīng)準(zhǔn)備好足夠的備件，以方便檢修和更換。

[責(zé)任編輯：張濤]