高纯氮气隔膜压缩机常见故障分析及处理

高纯氮气隔膜压缩机常见故障分析及处理

张恒玮

福建福清核电有限公司 福建 福清 350318

摘要：本实用新型涉及一种用于生产高纯氮气的隔膜式压缩机，该压缩机的底板上装有一个设备壳体，该设备壳体中装有一个驱动马达安装室，该驱动马达安装腔室的左右两个腔壁上都有一个矩形孔，该矩形孔与该矩形孔相接触，该第一滑动件的顶部表面具有两个互相对称的限位块，该限位块分别位于该矩形孔的外侧和外侧，该第二滑动件上还紧固地焊接了一个连杆，该连杆在该设备壳体的外侧和该连杆上也装有一个油缸，该油缸的伸缩轴端部与该连杆紧密地焊接在一起。

关键词：隔膜压缩机；常见故障；处理

引言

由于余隙体积较小，对隔膜压缩机没有任何污染，因而具有良好的制冷性能。在低流量，高压，无油润滑条件下，不会对工艺气体造成污染。适合于易燃，易爆，有毒的环境，所以在低压增压系统中得到了广泛的使用。1G3V-300/4-15型隔膜压缩机在使用后，由于工作气缸无法正常工作，导致工作压力、流量无法满足生产的需要。经检验，发现有异物堵塞，气缸内止回阀有破损。

一、隔膜压缩机工作原理

1G3V-300/4—15隔膜压缩机是一种金属膜片式的压缩机，它在工作过程中通过油缸内的液体来带动膜片的移动。膜压缩机的工作过程本质上是由两个步骤组成，一个是用气边隔板压缩空气，另一个是用来压缩液压油。在活塞从上死点下落时，膜片也恢复到了平衡状态，膜腔的体积由膜片和缸盖构成，随着膜腔体积的增加，残余的气体在膨胀完毕后，膜腔从进气阀中被抽吸，活塞继续下降，到达下止点，膜腔的吸气过程也就结束了，然后，活塞再次向上，活塞用液压油将隔膜压紧，在隔膜气室的气压超过系统废气压力时，开始抽空，当隔膜与气缸内表面接触时，排出工艺结束，膜腔完成一次工作周期^[1]。

二、故障分析及改进

（一）气路故障

各单位的工作气缸不能正常工作，工作时的压力、流量都达不到要求，隔膜的使用寿命非常短暂。经过分析，发现在该装置投产初期，由于进风口未完成清理，造成了一些炉渣等杂物堵塞进排气阀门，造成阀门失效，造成汽缸不能正常工作。在进气道前端增设一道进气滤网，使工作气缸隔板的数目从原先的2块增至3块，使整个装置的氮气系统更加安全，同时也降低了维修工人的劳动强度。

1.1排气压力过低

在正常情况下，压缩机在起动后，可以迅速地达到指定的压力指标，但是如果压力指数没有上升，或者上升的速度变得缓慢，则说明压缩机没有工作。

故障原因：气缸内的油压不足，吸、排气阀不能正常工作或损坏，压力调节阀或补充油泵不能正常工作，隔膜破损或破损，吸入空气阻力太大。

排除办法：调节油缸油压，检查吸气阀和排气阀，检查调压阀和油泵，更换隔板，清洗进气过滤器，调节进气压力。

1.2排气压力过高

排气压力不能超过隔膜压缩机的额定压力，如果压力超出了标准，则会导致隔膜压缩机内部的空气质量下降。

排除办法：检查排气阀，严格控制吸入和使用的空气。

1.3排气温度过高

压缩机的排气温度也要保持在一个特定的温度区间，如果温度太高，则会影响阀门的使用寿命，从而导致压缩机的效率下降。

排除措施：严格规范吸、排气压力、降低吸风温度、确保冷却水系统正常工作、增加进水量、严格控制进水温度、定期清洗冷却管道。

（二）油路故障

2.1膜头油缸油压不稳

油缸的液压是液压控制系统中的一个关键参数，其压力的大小将会对隔膜的寿命产生很大的影响。

故障原因：压力调节阀不能正常工作，阀口损坏，弹簧失效，油缸内的油液中有气体，油泵不能工作，供油和压力都不符合标准，膜片进油和油压计的密封工作不到位，活塞环损坏，造成了开孔和径向间隙不符合要求，或者是每个环孔都没有开孔，从而引起了严重的漏油事故。

解决办法：维修受损的部件，清除机油中的过剩气体，维修机油泵，维修止回阀，检查活塞圈和气缸。

2.2补油泵工作不正常不供油

故障原因：由于活塞的弹性变形，活塞副中有污垢，泵中存在气体，进油阀堵塞，进油阀堵塞，进油过滤器堵塞，油罐润滑不充分，油面比进油孔低。

解决办法：拆卸、清洁柱塞组、替换不合格的部件、开启排气螺丝、排出气体、检查进油阀、替换破损的部件、清洁过滤器、加油到指定的位置^[2]。

2.3调压阀手动卸荷手柄经常漏油

压力调节器与气缸之间的连接棒常常断裂，导致燃油喷射。经分析认为，在每次起动之前，都要轻负荷起动，因此，调节阀的手动卸载手柄要切换到卸载状态，而卸料手柄和压力调节阀是0型圈密封，更换3-4次后，密封就会出现泄漏。隔膜压缩机的特性决定了工作缸内的油在工作时会产生脉动现象，每次运行时，油缸内的工作油会对压力调节阀产生脉冲冲击，而原压力调节阀是由中间接头与工作缸的油缸相连，但由于机组的振动比较大，所以很容易使长轴在接头处产生应力集中，引起疲劳断裂。将压力调节阀与压缩机缸体进行位移，拆下中间连杆，对压力调节阀进行了改装，取消了人工卸料手柄，直接堵塞，降低了漏点，在自动调节阀门的前方加装了一个球形阀门，在起动之前开启球阀，确保了机组的轻载，启动后，球阀关闭，工作缸内的油压由自动调节阀门进行控制，2台机组经试车，降低了6个漏点，取得了良好的效果。

（三）一般机械故障

3.1调压阀出现无规律的撞击声

故障原因：弹簧损坏或变形；阀杆与阀体、阀杆与把手发生摩擦干扰；阀口磨损或阀座与阀座对中不良；油腔内存在气体。

解决办法：更换弹簧；拆装检查修整；维修或替换损坏的部件；对中；打开压力调节阀或液压计的排气管螺丝。

3.2压缩机运转中有异常响声

在压缩机运行过程中，出现异常的声音主要有下列几种。

第一，由于曲柄连杆的工作不正常，造成了奇怪的声音。例如：大头瓦间隙大连杆大头瓦盖松动、活塞、十字销间隙大、松动、曲轴滚动轴承间隙大、破损等。第二，膜片内部的工作不正常，引起了不正常的声音。例如：气缸供油不足造成隔板对配油盘的排击，活塞环磨损破损，卡住气缸，并有外来物质进入。第三，由于阀门和压力调节阀门的不正常而引起的异声。例如：气门弹簧，阀片出现破损，压力调节阀出现咳嗽。第四，由于飞轮的安装不合理，造成了异常的声音。第五，因为电动机的工作不正常造成的声音。例如：电机各部分接触、碰撞、电机超负荷、电机滑轮松动等。第六，基座安装松散或管道振动引起的噪音。

按不同的条件，分别采用了不同的处理办法。第一，解决相关的故障，将曲轴连杆机构重新回到工作状态。第二，检查膜片头总成的状态，修复或替换出现故障的零件。第三，将气门内产生的冲击声音和油缸油压不稳定的原因综合考虑。第四，检查飞轮安装过程中有没有把皮带调整到合适的位置。第五，检查和排除电机。第六，将底座再拧紧，加固输气管线。

三、维护保养

由于氮气隔膜压缩机担负着阳极炉中压氮的供给，如果发生故障，将会对阳极炉的氮气需求量造成严重的影响，从而危及到透气砖的正常使用。如果油品中含有大量的乳化或机械杂质，则要及时更换，避免油液中的机械杂质会阻塞液压系统或导致补偿油泵、止回阀、曲柄的磨损^[3]。

结语

本实用新型用于高纯氮气生产的隔膜式压缩机，在需要调整驱动马达的位置时，起动油缸，使其工作，其伸缩轴延伸，带动基座向贮气室12的方向移动，当油缸的伸缩轴变短时，使基座向离开储气室的方向移动，这时，驱动马达的位置得到调整，并且在调整期间，第1滑块沿矩形孔滑动，第2滑块沿滑道滑动，确保基座在移动时不会发生位移，从而解决了普通的隔膜式压缩机在使用时，无法调整内部驱动马达的位置，从而方便使用者调整活塞的位置。

参考文献：

[1]杨部庆. 隔膜压缩机膜头常见故障原因分析及处理[J]. 炼油与化工,2019,30(3):25-26.

[2]刘汉新. 隔膜压缩机工作原理及常见故障分析处理[J]. 中国化工贸易,2013(8):129-129.

[3]孙会坤. 隔膜压缩机常见故障原因分析与处理[J]. 化工管理,2018(11):219-220.