一例压缩机级间压力偏低的故障排查-行业资讯

在最初的电话交流中，双方均认为一级气缸工作不正常。贺尔碧格首先怀疑问题可能出在卸荷执行机构上，即膜式气缸顶杆可能偏长，导致压缩机处于加载状态时，顶杆将进气阀顶开，使一级气缸不工作。但客户认为，安装气阀时，膜式气缸顶杆已相应做过调整，顶杆偏长的可能性不大。同时，客户分析：原装气阀升程为2.5mm，而我公司气阀升程只有2mm，在同样的阀窝直径下，我公司的气阀通流性没有原装气阀好，气阀阀损增加，从而造成一级排压低。在电话中，我们解释气阀的通流效果不仅取决于升程，而且与槽道结构有关。我公司采用的是密槽结构的R型阀，通流效果很好。而且，如果是气阀阀损增加，温度也会升高，不会反而出现一级排温低的现象。

鉴于双方观点存在严重分歧，电话交流已无法达到共识，2004年12月10日，我公司技术服务经理赴现场进行技术服务。以下是现场的故障排查过程：

故障分析一：

1. 从客户反映的情况看，造成这种现象最大的可能就是加载状态时，一级进气阀被强制顶开，使一级几乎不作功，导致一级排压低。同时，由于一级进气阀常开，吸进气缸内的气体无法进行压缩，排气阀始终不能被打开，气流只能通过进气阀来回在气缸及进气管道内流动，造成温升，使得进气温度反而高于排气温度。

2. 压缩机的最终排压（二级排压），只能由备压（即系统压力）决定。二级排压低，只能说明系统压力本身低，并不能说明压缩机气阀存在故障。

3. 气阀的流通面积，并不仅仅取决于气阀升程，还取决于气阀的槽数。通常情况下，我们以气阀中最小的通流面积阀隙面积（fe）作为衡量气阀通流效果好坏的标准。对网状气阀而言，fe的计算公式为：

fe = (d1 + d2 + d3 + d4 + d5 + d6 + ) × π × h

贺尔碧格气阀升程虽然只有2mm，但流通槽数有7道，而原阀槽数只有3道。经计算贺尔碧格气阀流通面积为105cm2，而原阀只有61.5cm2。因此，流通面积小的可能性可以排除。

针对以上分析，我公司技术服务经理在客户维修人员的配合下，首先对膜式气缸与进气阀卸荷器的尺寸进行了复核。两者的尺寸配合关系如图所示。其中：

H--压阀顶丝上端到进气阀卸荷叉上部击打面的距离为H

h--压阀顶丝上端露出压阀盖的高度

L--膜式气缸顶杆的长度L（该顶杆长度不可调）

Δ--（H-h-L）mm

为了确保压缩机加载时，膜式气缸顶杆能够完全脱离进气阀卸荷叉，根据贺尔碧格设计标准，需保证Δ至少大于1mm。

一级共有6个进气阀，下表为实际的测量结果：

序号	H(mm)	L(mm)	h(mm)	Δ(mm)	备注
阀1~阀4	177	135	43	-1	加载状态时,顶杆已将卸荷叉压下1mm, 必须调整。
阀5	177	135	42	0	加载状态时,顶杆刚接触卸荷叉，虽不足以顶开阀片，但除去测量误差，卸荷叉脚很可能已将阀片顶开，必须调整。
阀6	177	135	44	-2	加载状态时,顶杆已将卸荷叉压下2mm，必须调整。
调整方案	177	135	41	1	通过在图示部位增加垫片厚度，的方法，使卸荷叉脚到阀片的距离正好1mm。

第二次开机情况：

做完上述调整后，压缩机于2004年12月10日15：03试运行，空运转约5分钟后，加载运行，压缩机处于自动运行状态，即：当二级排压为8.5 bar(表压)时，压缩机自动卸载至50%（一级盖侧卸载，二级轴侧卸载），当二级排压低于8.0 bar(表压)时，自动加载100%。运行之初，100%负荷时，一级排压曾达到2.1 bar(表压)，50%负荷时，一级排压有1.85 bar(表压)。但该工况保持的时间较短，只有约5-10分钟，之后一级排压开始缓慢下降，至16：20左右压缩机停机，稳定在1.75 bar(表压)（100%负荷）；1.5 bar(表压)（50%负荷）。客户此时仍然对我公司气阀的质量表示怀疑。

故障分析二：

贺尔碧格选择的阀型，是一种较适合空压机的阀型，具有多槽、流通面积大、导向臂导向因而无相对摩擦的特点，气阀各主要设计参数的匹配，比较合理，如：气流速度、阀片撞击速度、弹簧力以及阀损等等。从实际的运行情况看，最初气阀是能满足使用要求的，之所以压力逐渐下降，有以下几个方面的可能：

进气阀被膜式气缸顶开的问题，可能还没有完全解决。

气阀垫片密封不可靠，造成泄漏。

一、二级之间的管路可能有泄漏（如级间冷却器）。

一级进、排气阀中有杂质存在，造成泄漏。

一级活塞环、填料磨损，造成泄漏。

一级进气过滤网可能有堵塞。

第三次开车情况：

15日上午，重新试车，情况不仅没有任何好转反而更加恶劣。100%负荷时，一级排压只能稳定在1.5 bar(表压)左右。

故障分析三：

此时，双方均对压力表的读数产生怀疑，决定更换压力表后再继续试车。

第四次开车情况：

再次启动压缩机时，情况进一步恶化。100%负荷时，一级排压只有1.1bar(表压)。开车约40分钟后，对一、二级全部进、排气阀的压阀盖的表面温度进行测定：

一级进气阀盖温度：
轴侧三个分别为17℃、17℃、18℃，盖侧三个分别为23℃、23℃、22℃。
一级排气阀盖温度：
轴侧三个分别为81℃、80℃、82℃，盖侧三个分别为67℃、66℃、66℃（盖侧受50%卸荷影响，温度较低）。
二级进气阀盖温度：
轴侧两个分别为30℃、30℃，盖侧两个分别为25℃、26℃。
二级排气阀盖温度：
轴侧两个分别为107℃、105℃，盖侧两个分别为127℃、128℃（轴侧受卸荷影响）。

故障分析四：

测量的温度都比较正常，可以排除气阀泄漏的问题。
按照所测量的数据进行估算，我们发现两级气量不平衡，一级气量大于二级，而这只会使一级排压上升而不是下降。另外，在二级背压不变的前提下，如果一级排压低，二级压比势必要增大。这必将导致二级排温大幅度上升。这些都和现场的现象相矛盾。因此，我们对一级排压压力仪表再次表示怀疑。
经现场仔细查看，发现，一级排压压力表管引压管有破损，这不仅直接影响了压力表的指示，而且此处外泄漏的存在也使一级排压有一定的降低。

第五次开车情况：

2004年12月16日，更换破损的引压管后再次试车，一级排压达到1.9-1.95bar(表压)。

故障主要原因综述：

综合上面的分析及处理，我们认为：

最初一级气缸不工作，主要是由于一级膜式气缸顶杆偏长，顶开进气阀，使进气阀处于常开状态。

第二次试车时，开始一级排压能够达到2.1 bar(表压)，后来降到1.75 bar(表压)，这主要是由于介质中的杂质，使个别气阀产生了较严重的泄漏。

在随后的几次试车中，一级排压逐渐恶化的主要原因是：一级排压压力表引压管有破损，一方面造成指示压力低于实际压力，另一方面也成为一个泄漏点。

目前一级排压仍然达不到设计的2.3bar(表压)，其原因是在一、二级间仍存在一些小的外泄漏，如填料、压阀盖等处，但已不影响压缩机的使用。

感想及经验总结：

此次故障排查，经历时间较长，排查过程较烦琐，而故障的真正原因却极为简单，仍然没有逃出安装尺寸配合、杂质、管道泄漏等常见的现场操作及维护方面的故障原因。事实上，压缩机配件使用性能的好坏，与压缩机系统及维护是紧密相关的。只有从压缩机系统本身出发，坚持中医诊断式的分析方法，先列出所有可能因素，再一一排查就一定能找到故障原因所在。

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