降低4M50壓縮機故障停機保障系統安全穩定運行

張林峰 李俊杰

摘 要：大型往復活塞式氮氫氣壓縮機是工業生產中的關鍵動力設備，在冶金、石油化工、煤化工乃至船舶等諸多行業中使用廣泛，近年來，隨著裝備制造業的發展和各生產企業生產能力的持續擴大，壓縮機制造也日趨向大推力、多列氣缸發展，現在國內已經出現80噸活塞力、七列活塞的大型活塞式壓縮機，壓縮機的安全、穩定運轉對提高生產效率、降低消耗顯得越來越重要，尤其是在氮肥行業中其“心臟”地位尤其重要。

關鍵詞：活塞;壓縮機;氮肥行業

一、現狀調查

中能化工共有4M50這一型號的壓縮機4臺。2019年上半年共停機40臺次，其中因六七段超溫及七段活塞環損壞停機13臺次。嚴重影響1#系統的安全穩定運行，給公司的經濟利益帶來嚴重損失。

在對因六七段超溫的壓縮機進行檢修時發現，換下來的六七段活門出現閥片斷裂及彈簧斷裂的情況。通過查閱相關材料發現閥片斷裂是由于彈簧出現問題后受力不均造成。

經常因為六段超溫超壓造成停機，發現活門室有活塞環屑，檢修發現活塞環已損壞完，因此造成活塞環槽磨損嚴重不能二次使用。

二、對策實施及效果

問題的焦點集中到彈簧上來，我們認為是彈簧的質量出現了問題，決定將彈簧的生產廠家由榮德更換為瑞德。

在4M50機上進行實用后，新換的彈簧堅持了不到半個月就出現了問題，效果不理想。

在進行改進后，我們認識到彈簧真正的原因可能是設計題，為此我們查閱大量技術資料和文獻。發現在重載情況下，彈簧端圈支承部位與臨圈發生接觸，易在臨圈圓弧面產生局部擠壓損傷，引發應力集中，造成彈簧斷裂。彈簧疲勞壽命的薄弱環節在彈簧支承圈與工作圈的接觸部位，因此該部位的幾何形狀尤為重要。換言之，彈簧的幾何形狀在重載情況下極為重要，為此我們聯系廠家加工了錐度彈簧。為緩解彈簧重載運行，我們選擇了具有緩沖槽的限位器。

在具體實施后，發現新的彈簧表現出了優秀的性能。在1#機實施后，達到了連續運行154天沒有問題的好成績。

在對六七段活門進行摸索的同時，也在對七段活塞環，支承環易斷裂的問題進行研究。原有的活塞環為190*177*5的環型槽結構，支承環為189.8*182*73.9的環形槽結構。出現斷裂的情況后，我們QC小組通過組織活動進行學習后，發現活塞環斷裂和支承環斷裂系環所受摩擦力和應力過大導致。為此我們對原有活塞尺寸進行車削改造，對活塞環槽加寬11mm，加深3.4mm，支承環槽加深5.2mm。改造后并聯系廠家加工出配套活塞環、支承環，尺寸分別為190*119*16，189.8*171*73.9。

三、直接效益

1.避免故障臺時80.5臺時，每臺時氨產量12噸，噸氨利潤600元80.5*12*600=579600元

2.七級活塞少更換兩只，活塞環、支承環4套，缸套1只2*13000+4*（3315+960）+11025=54125元

合計：579600+54125=633725元

四、間接效益

1.減少壓縮機故障停機時的放空，減少能源消耗和環境污染

2.降低維修費用，壓縮機停機次數減少，能有效避免活門等易損件的更換，節約維修費用。

五、改進推廣

4M50活門改進的方法同樣適用于公司6M50壓縮機及H型壓縮機中，在對1#系統高壓段活門及活塞環、支承環改進取得明顯效果的同時，將此方法運用到其他壓縮機組中也取得了同樣的效果。在2#系統及定遠公司也普及了該方法，都取得了滿意的效果。