某炼油厂新氢压缩机执行机构成功改造

1、核心提示：某炼油厂加氢裂化装置有四台新 氢压缩机，原压缩机的卸荷执行机构为柱塞式反 作用的卸荷执行机构,用户在使用过程中发现， 压缩机负荷时，进气阀卸荷处经常出现泄漏，三 级尤其严重，经常导致压缩机的气量不足，影响 了用户的正常生产。为此,特委托 HOERBIGER 为 其三级进气卸荷执行机构的改造。经过改造，这 几台压缩机的泄漏问题得到解决，压缩机正常运 行。? 关键字：氢压缩机执行机构改造 一、概述? 这四台新氢压缩机原装气阀为蘑菇头式的 菌状阀，卸荷执行机构为柱塞式。这四台机三级 压缩，一级、二级卸荷执行机构是安装在进气腔 盲阀（进气腔中不装进气阀,仅为卸荷用）中， 三级卸荷执行机构是安

2、装在三级进气阀上，三级 进气阀中间留有柱塞孔（一所示）。? 原压缩机的卸荷执行机构的方式为反作用, 即仪表风通气时,压缩机负荷运行;仪表风停气 时,卸荷柱塞在弹簧力的作用下脱离进气阀，压 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 缩机处于卸荷状态。? 二、压缩机参数及使用情况? 根据用户的反映，这几台机的气阀使用问题 不是太大，主要是压缩机的气量比新装机时有明 显降低，且排温升高，用户怀疑是伺服气缸的柱 塞与气阀（或盲阀）的柱塞孔处有泄漏。? 三、改造分析? 原压缩机气量不足，主要是由于气缸中气体 通过伺服气缸的柱塞密封面处产生泄漏,气缸中 的压缩气体回流到进气腔

3、中而导致的。产生泄漏 的原因，与原柱塞式卸荷结构有关系。从图二可 能看出，当装有柱塞式伺服气缸的压缩机负荷运 行时，伺服气缸的柱塞在仪表风的作用下，顶在 进气阀卸荷孔中的，依靠柱塞底端与水平成 45 度的斜面紧贴在气阀中间卸荷孔上的斜面形成 密封，从而阻止气缸中气体回流来保证压缩机负 荷运行。由于密封面为面密封，当气阀中心孔的 斜密封面圆度不能保证，或者安装过程中，柱塞 与气阀的同轴度没有保证等原因时，很容易造成 气体泄漏。且 H2 是一种分子量很低的介质，极 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 易泄漏，在高压的情况下更加严重。? 为了避免这种卸荷方式引起的

4、泄漏，我们改 造时改用了叉脚式卸荷形式。? 叉脚式卸荷方式原理与原柱塞式卸荷稍有 不同；当压缩机需要卸荷时，原柱塞通过外力（来 自执行机构）脱离气阀的柱塞孔，使气缸中的回 流气体通过气阀中间的柱塞孔回到进气腔中不 参加压缩，从而达到卸荷的目的。而叉脚式卸荷， 则也是通过外力（来自执行机构）来压下卸荷叉， 使叉脚将进气阀的阀片顶开密封面，从而使气缸 中气体通过进气阀的槽道回到进气腔中不参加 压缩。? 叉脚式卸荷方式与原柱塞式卸荷相比有以 下优点：? 1.压缩机负荷时，原卸荷方式需要柱塞始终 顶在气阀（或盲阀）中间柱塞孔上；而叉脚式卸 荷方式下，叉脚远离阀片，从而减少了一道泄漏 途径。? 2.原柱

5、塞式卸荷配套的进气阀中间需要留 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 有柱塞孔，当压缩机负荷时，中间孔密封面以下 的容积自然增加了压缩机的余隙容积，从而使用 压缩机的吸气效率降低，减小了压缩机的排气 量。而与叉脚式卸荷方式配套的进气阀为正常形 式气阀（中间无孔），故气阀余隙容积相对原带 中间孔的气阀要小，因而能提高压缩机的排气 量。? 3.由于气阀外径尺寸相同，原带中间孔柱塞 阀实际流通面积在相同升程下比不带中间孔的 要小很多，这样势必增大了阀损，增加了压缩机 的功耗。因此，采用不带中间孔的气阀会增加气 阀的流通面积，减小功耗，从而也能提高气阀的 使用寿命。?

6、 故改用叉脚式卸荷方式，除了要改卸荷叉 外，还要对气阀及原卸荷执行机构（俗称伺服气 缸）、压阀盖进行改造。? 对于氢气压缩机的气阀的改造，本人曾在 06 年压缩机通讯中撰文描述过改造注意事项， 不多赘述。这里主要介绍一下如何选用合适的卸 荷执行机构。? 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 首先，改造前要清楚压缩机原卸荷机构的作 用方式，是正作用还反作用？所谓正作用是指， 当仪表风进气时，压缩机是处于卸荷状态；反之， 就称为反作用。分析这几台压缩机执行机构的方 式，可能看出，当仪表风进气时，仪表风压力将 柱塞顶在进气阀中间孔上，压缩机负荷状态，故 为反作用方式

7、。? 其次，选定了反作用方式执行机构后，就要 选定何种规格的执行机构才能满足卸荷要求。 HOERBIGER 有多种规格的执行机构或供选择，由 于采用膜片来代替传统形式的活塞，所以也常称 膜式气缸。按膜头直径，及作用形式、顶杆密封 形式的不同分为如下多种型式。? MZ70.MZ100：是贺尔碧格老式膜式气缸产品 代码，膜头直径分别为 70mm 和 100mm。 其中，带有 F*字样的为反作用式，后缀带 有-B 的为采用波纹管式密封的，可确保安全性及 低污染；后缀带有-E 的为经济型式的。? 考虑介质为氢气，较危险，应选用最为安全 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。

8、我一 的 FYMZ-B 型或 FYMZ 型，这两种型式的膜式气缸 配有保护气接口及漏气回收接口，能有效防止气 体的泄漏。? 至于选择膜头直径，则需要结合气缸内压 力，卸荷器的最小卸荷力，以及现场仪表风的压 力才能确定。具体步骤如下：? I.计算出卸荷器所需的最小卸荷力 Fmin （其 包含了克服卸荷器回复弹簧力，和气缸中回流气 体作用在阀片上的作用力），以及所能承受的最 大卸荷力 Fmax?。? II.计算出进气腔中气体作用在膜式气缸顶 杆上的作用力 F?d(N)； ?Fd=衐 02*P?S/4?d?0:膜式气缸顶杆的直 径,cm;PS:卸荷缸中进气压力,Bar;? III.根据 I 和 II

9、 计算的结果,来计算所需膜 式气缸的最小卸荷力 FMIN; FMIN=Fmin+Fd 考虑还有一些运动副之间还存在摩擦阻力 等因素的影响,一般按以下经验公式来计算膜式 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，我只能说它让你长大了。我一 气缸的最小卸荷力;? FMIN?=(Fmin+Fd+300)1.25? IV.现场仪表风压力为 4.5bar(a);? V.根据计算出来的 FMIN 值,来选择膜头直径; 如本例中,计算出的三级气缸膜式气缸最小卸荷 力 FMIN=3468N,根据表一 FYMZ200 的压力曲线图 可 以 看 出 , 当 仪 表 风 压 力 在 4.5bar(a) 时,FYMZ200 的最小卸荷力在 3700N,大于 FMIN, 故可行。? VI.考虑卸荷器本身叉脚强度有限，其最大 所能承受的卸荷力 Fmax 如果小于 FYMZ200 膜式 气缸的最大卸荷力约 6000N，则卸荷器本身将有 被压陷的危险，故安全情况下Fmax应大于6000N， 才可通过。此例中计算出卸荷器 Fmax 为 9700N， 故安全。? 最后，要注意膜式气缸仪表风接口、保护气 接口及漏气回收的接口规格要与现场匹配。? 四、改造情况反馈? 能说成长所带给你的东西让你变好了或者变坏了，