DPC整体式压缩机组典型故障分析2009

1、DPCDPC系列机组典型故障分析系列机组典型故障分析现场服务代表：雷晓光10/22/2009COMPRESSION SYSTEMS1.1.动力缸工况调整与监控动力缸工况调整与监控2.2.冷却水温度对发动机的影响冷却水温度对发动机的影响3.3.油品及注油量油品及注油量4.4.燃料气及工艺气过滤器燃料气及工艺气过滤器5.5.非原装配件的使用对机组的影响非原装配件的使用对机组的影响6.6.低温操作低温操作COMPRESSION SYSTEMSCompressor EndPower EndTilt MufflerSkidFlywheelCooler一、动力缸工况调整与监控一、动力缸工况调整与监控发动机

2、气缸压力是最能真实体现动力缸工况的参数，缸压的大小直接反映出动力缸负荷的轻重。依据缸压来调整各缸间的负荷平衡是最为可靠的方法。由于测量缸压需要使用专用量具-缸压表，且要在机组运行时在线实时检测，许多现场没有采用调整方法。建议每个现场都能配备一套缸压表。动力缸排气温度是反映动力缸工作状况的一个重要参数，也是调整各动力缸之间负荷平衡的一个最直观的参考依据。因此，各缸排气温度的准确性及各温度间的可比性显得尤为重要。在国内配套的机组中，动力缸排气温度传感器可靠性差以及安装位置不当是较为常见的问题，这些都将导致动力缸排温显示出现偏差。依据这些不准确的排气温度来调整各动力缸工况，很难达到各缸负荷均衡，常常

3、会导致某些单缸超载，引起敲缸、缸盖密封垫处渗冷却液，严重时缸盖、活塞产生裂纹等故障。COMPRESSION SYSTEMS动力缸工况调整与监控动力缸工况调整与监控燃气喷射阀是机组实际操作中调整最频繁的部件。压缩机组带载后，要求各动力缸排温温差不超过22。当温差大时，通过微调喷射阀来实现各缸缸温平衡。喷射阀调整方法：将其全部旋入，然后退回一圈，开机后根据排气温度作微调。喷射阀旋出太多，会使动力缸燃气量不足，致使发动机转速升不起来。当燃气量不足，而机组又带重负荷时，转速会大幅下降，导致机组或某单缸超载而敲缸。类似情况在多个现场出现过。如果缸温高，要综合考虑分析，不能一味通过喷射阀来调整。某缸工作不

4、正常，空气过滤器压差过大，空气混合阀和活塞杆盘根密封失效等都可能导致排温高。COMPRESSION SYSTEMSTitles Goes HereCOMPRESSION SYSTEMS动力缸排气温度传感器安装要求:法兰上平面至安装口中心高度6英寸，插入长度到达排气管中心。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，3台配套机组RTD安装位置高度有偏差，导致动力缸排气温度显示值偏差40左右。另外，RTD安装位置不当，穿线管表面温度达147，导线因穿线管高温而出现老化，从而影响传感器的稳定性。COMPRESSION SYSTEMS1#活塞表面有高温烧融现象同样的现场，由于温度传感器安装位置不

5、当及传感器可靠性差，使各缸真实排温与显示值出现较大偏差。现场操作人员根据排温来调整各缸间的平衡，致使某些单缸出现超载、敲缸。3台机组投产不久已有两套活塞、缸盖报废。COMPRESSION SYSTEMS#2动力缸活塞表面已有明显高温烧融现象 COMPRESSION SYSTEMS1#机#2活塞加强筋均有裂纹COMPRESSION SYSTEMS3#机组2#动力缸缸盖裂纹和火花塞电极烧融损坏COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，配套机组热电偶深入排气管长度不到50mm（排气管管径为10），动力缸排温显示偏低，更换加长热电偶及套管后，插入长度达到规范，经比较，前后温度显示结果相差近80

6、。2 2、冷却水温度对发动机的影响、冷却水温度对发动机的影响合适的冷却水温度是发动机具备较高经济性、动力性及可靠性的一个必要条件。DPC系列机组发动机冷却液出口温度最佳控制范围在140-165（60-74）；冷却系统通常选用150等级的节温器，使发动机冷却液温度控制在150（65.6）左右；如果燃料气中H2S体积含量超过0.15%，为了尽可能减少强腐蚀剂（如亚硫酸、硫酸）的产生，应将发动机冷却液温度控制稍微高一些，通常选用160（71）等级的节温器。发动机冷却液温度太高，造成发动机过热，金属零件长时间在高温作用下，其强度、耐磨性都会下降，并产生热应力，最终出现变形、裂纹，并改变零件之间的配合间

7、隙，影响发动机性能。另外，发动机过热会使扫气室里的新鲜空气温度同时升高，造成含氧量下降，一方面致使动力缸排温升高，另一方面，机组无法达到原有负荷。发动机冷却液温度太低，会带走气缸内大量热量，使发动机的热损失增加。如果燃料气含H2S，则容易产生强腐蚀剂，造成动力缸工作镜面镀层剥落。过低的冷却液温度会使缸体及缸盖产生温差应力，出现裂纹。COMPRESSION SYSTEMSCOMPRESSION SYSTEMS上图为机组负荷与发动机冷却液出口温度关系图，如图所示，左斜上方区域为非工作区，机组实际运行过程中应尽可能避开该区域。机组加载前，需充分暖机，特别是机组处于低温环境下时。通常要求水温达到45以

8、上才允许加载。当冷却系统选用150等级的节温器时，一般将水温高报停机值设为185（85）。如果燃料气中含H2S，冷却系统选用160等级的节温器，水温高报停机值相应提高到190（87.8）。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，冷却系统节温器选用国产节温器，由于自动调节功能失效，发动机长期在冷却液温度低于40的条件下运行。在其它综合因素的影响下，动力缸缸盖频繁损坏。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，因冷却液问题缸盖及缸体水套结垢严重，动力缸排温超高，机组始终不能提速和带重载。冷却系统为开放式，或使用不合格冷却液都容易造成冷却系统结垢。结垢后换热效果变差，发动机热量得不

9、到有效排散，使发动机整体温度升高，直接导致动力缸排温升高。3 3、油品及注油量、油品及注油量3.1 3.1 油品选择油品选择二冲程整体式发动机-压缩机组润滑油推荐 DPC系列机组发动机选用低灰分或无灰分润滑油。按ASTM D874标准，硫酸盐灰分的重量含量小于0.1%。 发动机润滑油一般技术规格如下：COMPRESSION SYSTEMS粘度粘度 100 F S.U.S. 450 - 650210 F S.U.S 58 - 7037.8 C cST.97.0 - 140.298.9 C cST.9.64 - 12.96粘度指数粘度指数-Min.70ASTM D2270闪点闪点 F ( C)-M

10、in.400 (204) ASTM D92倾点倾点 F ( C)-Min.10 (-12)ASTM D97COMPRESSION SYSTEMSPSIG210 F98.9 C0 - 100055 - 758.77 - 14.261000 - 150075 - 9514.26 - 19.181500 - 200095 - 11519.18 - 23.832000 - 3500115 - 15023.83 - 31.683500 & up150 minimum31.68minimum各种气缸压力下推荐润滑油粘度：COMPRESSION SYSTEMSDPC系列机组曲轴箱油量标准：将曲轴第一

11、曲柄淹入润滑油中，从曲轴箱上表面至油面距离为27”(685mm)。3.2 DPC系列机组曲轴箱润滑油油位控制COMPRESSION SYSTEMS3.3 换油周期曲轴箱润滑油推荐的使用周期为40006000小时,要求新机组或大修后机组400500小时磨合期后要更换, 建议从3000小时及之后每1000小时取样、送专业实验室分析后，按质更换； 非连续运行机组年累计运行时间未达到换油周期，建议每年强制进行更换。COMPRESSION SYSTEMS3.4 动力缸及压缩缸注油量在随机手册中都推荐了针对本机组动力缸及压缩缸的注油量，如上表所示，表中列出了机组磨合期和正常运转时动力缸及压缩缸的注油率及每

12、天的油耗。数据仅作为参考值，具体以实际润滑效果为准。活塞杆表面及气缸镜面形成一层油膜为最佳效果，如果比较干则说明注油量偏小，如果动力缸积碳较多，压缩缸底部有润滑油沉积则说明注油量偏大。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场采用中灰份润滑油，动力缸燃烧室内有较厚的一层灰份沉积，在动力缸工作时会在灰份沉积较厚的部位出现局部高温点，如同时因动力缸工作平衡调整不当等造成该缸负载过重甚至超载，发生爆燃等异常燃烧时，在这些局部的炙热点处就会发生热应力集中，最终导致燃烧室内镜面镀层缸壁镀层龟裂、剥落。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，曲轴箱的油位计被踩踏，高度降低，误导了用户对油位

13、的控制，最终引起润滑不良，导致曲轴磨损，动力缸滑道断裂，机身报废。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，因空气过滤器脏堵（U型压差计接近3英寸，按规范要求压差达到1.5英寸以上就需清洁或更换空滤），发生曲轴箱的润滑油被吸入扫气室，在扫气室内与空气混合并形成油雾，通过进气通道进入燃烧室，活塞环因大量积炭卡死、断裂，同时在进气通道上沉积形成大量的积炭，影响动力缸的空气进气量，从而进一步恶化了动力缸工况，最终发生活塞、缸盖等早期损伤。COMPRESSION SYSTEMS曲轴箱的润滑油被吸入扫气室，在活塞扫气室内顶部出现大量的积炭，严重影响了活塞的散热，最终导致活塞出现裂纹。4 4、非原

14、装配件的使用对机组的影响、非原装配件的使用对机组的影响目前，国内有的现场在DPC系列机组上使用一些仿造配件，特别是近年来一些关键部件（如活塞杆、十字头、主轴瓦、连杆瓦、缸盖、动力缸活塞环等）也开始使用仿造配件。由于仿造配件质量得不到保障，造成一些现场机械故障、事故频发。COMPRESSION SYSTEMSCOMPRESSION SYSTEMS国内一现场使用国产质量不合格的压缩机活塞杆，活塞杆在机组运行过程中突然断裂致使压缩机活塞顶缸，造成活塞、缸体及余隙缸头破碎。COMPRESSION SYSTEMS同一现场，使用国产且质量不合格的十字头，机组运行几分钟后出现十字头巴氏合金大面积剥落，导致十

15、字头烧损，同时造成中体报废。5 5、燃料气及工艺气过滤器、燃料气及工艺气过滤器5.1 5.1 燃料气过滤分离器燃料气过滤分离器DPC系列机组发动机对燃料气的唯一要求是不含液体烃和游离态水。燃料气过滤分离器设计、配套不当，会使燃料气中的液烃或游离水无法脱除，导致发动机爆燃敲缸。COMPRESSION SYSTEMSCOMPRESSION SYSTEMS国内一现场燃气过滤分离器所用滤芯质量差，不能过滤燃气中的液烃和水。国内一现场燃气过滤分离器滤芯上下端面密封不严，致使过滤效果差。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场燃料气带液严重，致使活塞工作面烧蚀。COMPRESSION SYSTEM

16、S燃料气带液烃严重，致使火花塞电极烧蚀，动力缸严重敲缸，缸盖喷射阀孔及火花塞孔处出现裂纹。COMPRESSION SYSTEMS国内一现场燃气过滤分离器设计存在缺陷，无法脱除燃料气中的液烃，动力缸敲缸，导致缸盖破例，防冻液大量渗入气缸，加剧了爆燃敲缸，最终活塞出现块状剥落，同时造成缸体破裂。5.2 5.2 工艺气过滤器工艺气过滤器工艺气进口锥形过滤器配套不当，会造成粉尘等杂物进入压缩缸，导致气阀组件、活塞环、盘根早期损坏。通常锥形过滤器滤网选用80目，铺设于金属骨架外侧，安装时锥面朝气流上游方向。 COMPRESSION SYSTEMSCOMPRESSION SYSTEMS国内一现场使用的压缩

17、机进气过滤器过滤网破损，使用空心铆钉，过滤失效国内一现场使用的压缩机进气过滤器仅有骨架没有铺设过滤网COMPRESSION SYSTEMS国内一现场，机组投产运行800小时左右，压缩缸盘根内进入大量粉尘，导致密封失效，严重漏气。COMPRESSION SYSTEMS粉尘等杂物导致气阀组件早期损坏COMPRESSION SYSTEMS原装机组配套的进气过滤器过滤效果6 6、机组低温操作步骤、机组低温操作步骤COMPRESSION SYSTEMS为避免机组在润滑油温度过低时启动和投入运行过程中，发动机可能由于缺乏足够的润滑导致的损坏，必须严格执行如下的低温安全操作规范。压缩机组停机5小时以内:环境

18、温度5 以上， 怠速（不低于300 RPM）空载运行20分钟，满负荷之前轻载运行15分钟；环境温度5 或以下， 怠速（不低于300 RPM）空载运行30分钟，满负荷之前轻载运行30分钟；压缩机组停机5小时以上：基于不同的环境温度下的暖机操作步骤如下，以确保动力缸的十字头、十字头销、铜套以及连杆瓦等在运行热膨胀过程中有合适的运行间隙：COMPRESSION SYSTEMS环境温度环境温度 怠速运行时间怠速运行时间（不低于300rpm）停机时间停机时间（分钟）启停机启停机(次数)满载前轻载运行时间满载前轻载运行时间 (分钟)32 32 212120011520 20 10103001209 9 5 54501204 4 0 0553空载4001301 1 7 7333空载773空载5001308 8 1717335空载774空载60014518 18 2828223空载554空载15153空载30301空载6001