往复式天然气压缩机常见故障诊断

往复式天然气压缩机基本机构及常见故障分析一、往复式压缩机简介二、往复式压缩机基本构造三、往复式压缩机工艺系统流程四、往复式压缩机常见故障分析目录往复式压缩机简介往复式压缩机简介

当曲轴旋转时，通过连杆的传动，活塞便做往复运动，由气缸内壁、气缸盖和活塞顶面所构成的工作容积则会发生周期性变化。活塞从气缸盖处开始运动时，气缸内的工作容积逐渐增大，这时，气体即沿着进气管，顶开进气阀而进入气缸，直到工作容积变到最大时为止，进气阀关闭；活塞反向运动时，气缸内工作容积缩小，气体压力升高，当气缸内压力达到并略高于排气压力时，排气阀打开，气体排出气缸，直到活塞运动到上止点位置为止，排气阀关闭。当活塞再次反向运动时，上述过程重复出现。总之，曲轴旋转一周，活塞往复一次，实现包括膨胀、吸气、压缩和排气四个过程的工作循环，从而不断吸入、压缩并排出气体。连杆通过大头瓦与曲轴相连刮油盘根活塞杆盘根曲轴箱连杆通过小头瓦与十字头相连活塞杆往复式压缩机基本构造往复式压缩机基本构造

传动机构：传动系统是曲柄连杆机构，由电机、发动机通过皮带或联轴器带动曲轴旋转，连杆的大头装在曲轴上，其小头与十字头相连，因而，曲轴通过连杆带动十字头在滑道内作往复运动，再由十字头带动活塞组件在气缸内作往复运动。

工作部件：工作部件包括气缸、气阀、活塞组件及填料等。气缸的内表面与活塞工作端面所形成的空间是实现气体压缩的工作腔。气阀是装在气缸上控制气体作单向流动的，吸气阀只能吸气，排气阀只能排气。气阀的启动动作主要由缸内外压力差及气阀弹簧控制。活塞在气缸内作往复运动时，使工作腔的容积作周期变化，它与吸、排气阀的启动动作相配合，实现包括膨胀、吸气、压缩和排气四个过程的工作循环，从而不断吸入、压缩并排出气体。

辅助系统：润滑、冷却及调节系统。●润滑系统由两部分组成（1）靠齿轮泵循环供油实现对曲轴、连杆等运动部件的润滑；（2）通过注油系统实现对气缸、填料等部件的润滑●冷却系统主要包括润滑油的冷却、工艺气系统的冷却以及压缩机气缸的冷却（水冷气缸）●调节系统通常是通过调节阀的开度实现机组压力及出口流量的调节往复式压缩机基本构造往复式压缩机内部结构图活塞杆pistonrod连杆connectingrod曲轴箱crankcase十字头crossheadPiston活塞Suctionvalve进气阀Dischargevalve排气阀variablevolumeclearancepocket可调余隙装置

RODRUN-

OUT

COMPRESSOR

CYLINDERCRANKENDCLEARANCE-CE

123CROSS-HEADFRAME

V

H

HEADENDCLEARANCE-HE压缩机机身compressorframe压缩机曲轴、连杆、十字头compressorcrankshaft、connectingrodandcrosshead压缩机中体compressorcrossheadguide压缩机气缸compressorguide压缩机曲轴compressorcrankshaft曲轴是往复式压缩机的重要零件之一。它负担传递原动机的驱动功率，并承受多种交变复合作用力。曲轴是重型锻钢制成的整体，在压缩机运行速度范围内，避免了扭转临界速度。对于每一个压缩机气缸，有一个单独的曲拐带动连杆运行。在曲轴里从主轴颈到邻近的连杆轴颈钻有油孔，以便使润滑油从主轴承处压送到连杆轴承。连杆轴颈主轴颈压缩机连杆compressorconnectingrodassembly○连杆的作用是将曲轴的旋转运动转换为活塞的往复运动。连杆由连杆体、小头和大头三部分组成。○连杆采用铸钢制造,内有油道以使润滑油进入十字头销衬套内,连杆大头和压缩机曲轴连接，小头和十字头销连接。连杆衬套上有一个孔，此孔和连杆孔要对中，以保证此孔通过足够的润滑油润滑十字头。压缩机十字头compressorcrossheadassembly○十字头是连接连杆和活塞的连接件，具有导向传力的作用。压缩机十字头是钢性，呈一方箱形，具有可拆卸的上下滑块，十字头销是浮动的，十字头销将连杆小头和十字头连接到一起。压缩机的活塞杆拧入十字头并由十字头螺母锁紧上滑板下滑板十字头销十字头螺母压缩机连杆、十字头及活塞连接图

compressorconnectingrod、crossheadandpistonconnectingdrawing压缩机活塞环、填料compressorpistonringandsealpacking活塞环用以密封气缸内的高压气体，防止其从活塞和气缸之间的间隙中泄漏。支撑环对活塞起到支撑和导向的作用。活塞环的泄漏会引起排气量的下降和温度的上升。活塞杆填料主要用来密封气缸座与活塞杆之间的间隙，防止气体沿活塞杆方向泄漏。填料的泄漏会造成：排气量下降；易燃易爆气体外泄引发危险；有毒气体污染环境，危及人身安全；工作介质进入曲轴箱污染润滑油，引起润滑油的闪点降低及损坏主轴瓦和连杆瓦。压缩机活塞环compressorpistonring压缩机填料compressorsealpacking压缩机气阀compressorvalve压缩机的气阀在进气和排气通道中对气缸孔起一个单向阀的作用。阀组是通过阀的差压而打开。在排气冲程中，进气阀关闭，以阻止气体倒流入进气通道，排气阀打开，把气体排出气缸，而在吸气冲程中，排气阀关闭，以阻止在排气通道中的气体返回气缸。压缩机润滑系统compressorlubricantsystem1.润滑油的作用：减小运动部件的摩擦，延长零件使用寿命带走摩擦热量，冷却摩擦表面，保持正常配合间隙和机械密封结构相结合，起到一定的密封作用防止零件表面锈蚀吸收摩擦产生的热量带走磨屑，清洗摩擦表面压缩机润滑系统compressorlubricantsystem2.润滑系统的组成：预/后润滑系统曲轴连杆润滑系统强制润滑系统压缩机润滑系统compressorlubricantsystem压缩机预/后润滑系统：compressorpre/postlubricantsystem

预润滑系统主要在压缩机未启动前，对曲轴主轴承、连杆、十字头等进行预润滑，保证压缩机能在启动过程中正常工作。该系统主要由电机带动预润滑泵，除齿轮外的其余部件和曲轴连杆润滑系统共用。后润滑系统则是当机组停机后，对压缩机对曲轴主轴承、连杆、十字头等进行一定时间的后润滑。整个流程与预润滑系统一致。压缩机润滑系统compressorlubricantsystem曲轴连杆润滑系统：曲轴连杆润滑系统主要为曲轴主轴承、各连杆轴承、十字头和轴销提供润滑。主要有：润滑油箱、粗过滤器、内啮合齿轮油泵、温控阀、润滑油冷却器、精过滤器、油管、油压表和油压传感器等压缩机润滑系统compressorlubricantsystem温控阀压缩机润滑系统compressorlubricantsystem强制润滑系统forcelubricantsystem：气缸润滑系统：主要为各级气缸注入适量润滑油。即通过主油泵、分配器分时定量的为各气缸提供所需润滑油。其主要组成部件：单向阀、油管、柱塞泵、安全阀、无油流指示器、分配器及各管路接头。填料函润滑系统：润滑油流过活塞杆、填料函系统，既可润滑活塞杆，又可增强填料的密封作用。该系统的主要组成部件与气缸润滑系统公用，只是润滑油由分配器的专用输出口供给，且用过的润滑油由刮油环收集。压缩机润滑系统compressorlubricantsystem压缩机排气量调节compressorcapacitycontrol排气量调节的方法主要由转速调节、管路旁通调节、余隙容积调节。

1、转速调节和间歇停机由可变的驱动机驱动的压缩机，可以连续改变转速来调节排量。如天然气发动机、内燃机等。但由不可变速的交流电机驱动时则采用间歇停机的方法。停车后可不消耗动力，但是频繁的启动与停机使机器的工作条件变坏，一般只适用于微型压缩机或空压机站。

2、管路回流调节回流调节即吸、排管连通调节。在旁通管路上安装阀门，当需要降低压缩机的供气量时，打开旁通管路上的阀门，一部分或全部排出的气体便又回到吸气管路中，这样就达到了排气量调节的目的。压缩机排气量调节compressorcapacitycontrol

3、余隙容积调节每台压缩机都有固定的余隙容积。辅助容积就是再增设一辅助余隙容积（余隙阀VVCP），调节时把补充余隙容积与原来的余隙容积接通，使余隙容积增大，吸气量降低，达到排气量调节的目的。压缩机工艺气系统流程*系统还应配置进、排气阀洗涤罐吸入缓冲罐排出缓冲罐气缸安全阀换热器风扇启动旁通管线和阀吹扫管线和阀滤网排出单向阀压缩机工艺气系统流程压缩机空载运行：在空载运行时，加载阀处于打开状态，此时压缩机并未向下游管线输送天然气，只是在压缩机内部进行回流，机组转速低，处于怠速运行状态。压缩机加载运行：在加载运行时，加载阀处于关闭状态，此时压缩机向下游管线输送天然气，这时就需要机组提高转速，处于高速高负荷的情况下运行。压缩机工艺气系统流程压缩机工艺气系统流程压缩机状态进口阀出口阀放空阀加载阀停机关闭关闭打开打开空载打开打开关闭打开加载打开打开关闭关闭压缩机在不同工况下阀位状态压缩机工艺气系统流程压缩机在运行过程中，一般处于高温高压的状态下，所以必要的保护装置对压缩机的安全平稳运行十分的重要。常见的保护装置有：AS捕雾器手动排放阀自动排放阀液位控制器高液位停车观察镜由于天然气的组份中含有一定量的水份，所以在进入压缩机气缸前必须将这部分水分过滤。洗涤罐内安装有捕雾气，可以过滤天然气中的水份。在洗涤罐上安装有液位控制器、高液位停车、自动排污、手动排污等装置。洗涤罐1.自动排污装置压缩机工艺气系统流程压缩机工艺气系统流程2、润滑油温度传感器/润滑油压力变送器润滑油温度的高低直接影响了机组的运行工况。如果润滑油温度偏高，则润滑油的粘度降低，润滑油无法再各运动部件之间形成油膜；温度偏低，则润滑油粘度大，润滑油流动性能差，油泵的输送性能差，同样也无法起到良好的润滑作用。润滑油压力必须足以克服各管道的阻力，才能将润滑油可靠的供应到所需要的各个地方去。润滑油压力对于运动部件的润滑状况影响较大，过高、过低都会引起配合件，特别是主轴瓦、连杆瓦及铜套润滑，冷却效果不良，造成剧烈磨损，甚至烧坏轴瓦等严重事故3、压缩机气缸监测装置PIPSLLPSHH80F220FPIPSHHTSHH仪表和保护装置填料温度传感器主要包括：进气压力变送器、进气温度传感器、排气压力变送器、排气温度传感器，填料温度传感器。这些装置时刻对压缩机进出口天然气的温度、压力进行监测，保证机组在正常的工况下安全平稳运行。压缩机工艺气系统流程4.震动开关监测机组在不同工况下的震动情况，如果震动大，机组立即停机。常用的震动传感器为MURPHY公司的VS2型。压缩机工艺气系统流程5、润滑油液位控制器润滑油液位控制器有两个功能（1）监测压缩机曲轴箱内润滑油的液位，如果液位降低，该控制器内的补油口打开，使得高位油箱的润滑油补充到压缩机曲轴箱内（2）如果压缩机曲轴箱内的润滑油过低，则发送信号到PLC，使得机组停机压缩机工艺气系统流程压缩机常见故障分析压缩机常见故障分析

往复式压缩机一般常年在高速、高负荷的情况下运行，因此极易发生各种运动部件的损坏。其中气阀、填料、活塞环是往复式压缩机组三大易损件。同时因润滑油的选型或油品发生改变造成其他部件的损坏的故障率也极高。压缩机常见故障分析一、气阀失效分析气阀是根据特定的工况进行专门设计的，只有在设计的工况范围内工作时，才能够最佳运行。气阀损坏主要是由液击、杂物、粉尘引起的。最易损坏的部件是阀片和弹簧。气阀阀片损坏部位压缩机常见故障分析气阀密封面损坏压缩机常见故障分析注意事项：1、确认系统、管路、气缸等已吹扫干净。2、气阀垫片是否需要更换。3、进、排气阀不能装错。4、气阀阀套必须安装到位，再将阀盖紧固螺栓对角拧到规定的扭矩。5、阀盖密封圈是否需要更换。6、装配后要进行试压。7、随时注意观察机组各级进、排气温度，一旦发现异常，立即停机检修压缩机常见故障分析二、润滑油失效润滑油的失效主要原因：1.润滑油内进入冷却液2.润滑油受到污染，因外来物或天然气中的硫化氢造成润滑油变质3.润滑油选型不合适4.其他原因，如：加入曲轴箱润滑油量偏少等压缩机常见故障分析润滑油内进入冷却液进入冷却液的润滑油如果润滑油里进入冷却液,机油的润滑作用降低,就会造成机组的运动部件的异常磨损，如曲轴轴瓦、连杆瓦等,甚至造成严重的机械事故压缩机常见故障分析主轴瓦异常磨损

严重磨损的连杆小头衬套压缩机常见故障分析注意事项：1、机组在运行过程中随时观察润滑油压力、润滑油温度，一旦发现异常立即停机检查2、机组在运行过程中随时检查润滑油液位是否正常，如发现润滑油液位计视窗内出现油水分层，立即停机处理3、定期更换润滑油并对润滑油进行取样分析压缩机常见故障分析三、填料的失效：填料失效后会造成天然气沿着活塞杆泄漏，从而造成：排气量下降；工作介质进入曲轴箱污染润滑油，引起润滑油的闪点降低及损坏主轴瓦和连杆瓦；机组排气温度高活塞杆拉伤压缩机常见故障分析异常磨损的填料活塞杆磨损压缩机常见故障分析注意事项：1、定期检查填料的润滑情况，并根据实际情况调整填料的注油量2、根据现场的天然气组份情况，增加适当的过滤分离装置，减少天然气中的灰尘等杂质3、如采用水冷却方式的填料，必须检查冷却液的冷却效果，否则极易造成活塞杆的异常磨损压缩机常见故障分析四、活塞环失效活塞环的失效会引起排气量的下降、温度的上升。如果活塞环长期失效，造成活塞与气缸发生磨损，造成拉缸。压缩机常见故障分析磨损气缸磨损的活塞失效的活塞环压缩机常见故障分析注意事项：1、定期检查活塞环与活塞的底部间隙，如果该间隙变小到极限值，则必须更换活塞环2、检查汽缸壁的润滑情况，并适当调整注油量3、随时观察机组各级的排气温度，一旦发现排气温度升高，及时排查原因。压缩机常见故障分析五、运动部件压缩机的运动部件主要包括曲轴、连杆、十字头、活塞等。这些部件当机组工况发生改变（如进气压力、机组负荷等）、配合间隙不合适或紧固部件松动后极易造成这些运动部件的损坏。然而这些运动部件一旦发生损坏就是非常严重的机械事故，甚至造成人员的伤亡。压缩机常见故障分析十字头断裂造成活塞杆弯曲断裂的十字头压缩机常见故障分析活塞固定螺栓松动造成活塞损坏机组负荷发生改变后造成连杆等损坏压缩机常见故障分析注意事项：1、加强机组的日常巡检力度，一旦发现机组存在异常震动或声音时，立即停机检查2、按照机组操作说明书维护保养规定，及时对机组进行操作维护保养，对保养过程中发现的问题及时处理3、对机组的运动部件的配合间隙及紧固部件按照说明书的规定定期检查。往复式压缩机故障诊断往复式压缩机故障诊断表一：压缩机机身故障寻查

症状可能的原因潜在的损害纠正措施压缩机不转动

压缩机机械咬死咬住十字头、连杆、主轴承。更换所有有缺陷的部件。检查压缩机的曲轴对准、活塞杆跑偏和润滑系统运行是否正常。停机装置仍在关闭状态停机装置有缺陷检查控制系统和装置是否正常运行。在气缸中有外来杂质气缸划痕、气阀损坏、活塞或连杆可能弯曲。更换损坏的部件并采取措施防止以后外来杂质夹裹进压缩机汽缸中。活塞死点间隙不合适活塞或活塞杆可能损坏。更换全部损坏的部件并且正确地设置活塞死点间隙往复式压缩机故障诊断表一：压缩机机身故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施压缩机振动对置气缸不平衡基础开裂、焊缝破裂或地脚螺栓损坏。十字头、平衡螺母、活塞杆、连杆和活塞环的总重量与对置的曲柄上的相同部件的总重量之差在3磅（1.4公斤）以内。更换平螺母或十字头以达到平衡。轴承磨损机身、连杆、曲轴或活塞杆可能损坏。检查曲轴对中、活塞杆跑偏和轴承间隙。根据需要更换轴承,检查对中和跑偏。压缩机的安装和对中不合适。基础损坏、地脚螺栓断裂、灌浆开裂或机身和曲轴损坏。重新对中压缩机。气阀松动阀座损坏、阀体断裂或阀门限位器损坏。卸下气阀和限位器。更换损坏的部件。对气缸阀座进行着色探伤以检查裂痕。安装新的气阀和拧紧至合适的扭矩。往复式压缩机故障诊断表二：润滑油系统故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施润滑油无压力

缺少机油轴承、曲轴、十字头轴瓦和头销划伤。压缩机可能咬死。检查所有润滑表面并根据需要更换部件。将机油加至合适的液面高度。过滤网或过滤器堵塞。与以上相同检查所有润滑表面并根据需要更换部件。更换滤芯和/或过滤网。润滑油泵或驱动机构。与以上相同检查配对齿轮,如果需要进行更换。检查泵端面间隙。往复式压缩机故障诊断表二：润滑油系统故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施低润滑油压力

低油位。轴承、曲轴、十字头鞋和十字头销拉伤。压缩机可能咬死。检查所有润滑表面。将机油加至合适的液面高度在空气进入泵的吸入段。与以上相同。查找和封堵漏处压力安全阀阻塞或失调。与以上相同。疏通或调节安全阀。主轴承和连杆轴承间隙过大。与以上相同。更换有缺陷的轴承。往复式压缩机故障诊断表二：润滑油系统故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施润滑油温高润滑油冷却器堵塞或肮脏。造成下面的润滑和过滤中粘度降低。清洗冷却器。节温器失效与以上相同。更换新的节温器往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查

症状可能的原因潜在的损害纠正措施无法输送气体

吸入管线或过滤器筛网受阻吸入滤网堵塞。清洗进气管线和滤网。气阀有缺陷或组件缺失损坏的气阀部件在汽缸筒中造成气缸损坏。级间排气压力过高或过低活塞杆反向。造成十字头销损坏。更换有缺陷的阀片、弹簧或任何其它已磨损、损坏和有缺陷的部件。余隙开度和余隙有缺陷活塞杆活塞杆反向角不足和气缸头机械损坏。如果打开,对压缩机加载。如果损坏,更换不合格的部件活塞环有缺陷。排出温度高。更换活塞环往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施排压低活塞环磨损。活塞、活塞环和汽缸筒过热。更换新的环气阀有缺陷或组件缺失。活塞杆反向负载角不够。由于十字头销的过热、咬死可能损害曲轴以及活塞杆、十字头、十字头导板和连杆。由于损坏的部件进入汽缸筒而带来的损害。更换阀片、弹簧或任何其它已磨损、损坏和缺失的部件固定/可调余隙开度或有缺陷。与以上相同。如果损坏,修理或更换有缺陷的部件。气阀松动。阀座损坏、气阀壳体破裂和限位器损坏。更换全部损坏的部件,对气缸阀座进行着色探伤。安装新的气阀和适当紧固气阀压盖。往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施排压高

余隙设置不合适。杆负载高、活塞杆反向负载角不足、或排出温度超过工作压力下的最大值。可变容量的气室的设置加大或打开固定容量的气室直至排出压力减少到合适的程度。如果这样不能减压,对曲柄端卸载。起动以前打开所有的气室。一定要遵照向你的压缩机提供的性能曲线。压缩机的下游管路配置不合适。与以上相同。打开阀门空冷器堵塞。与以上相同。清洗空冷器。往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施排量不足进气过滤器肮脏。气缸可能有热量积聚清洗滤清器。活塞环磨损。活塞、活塞环和汽缸筒过热。更换活塞环。吸入管线或过滤器筛网受阻吸入滤网堵塞如果肮脏,清洗吸入管线和筛网。如果已损坏,更换筛网气阀有缺陷或组件缺失。活塞杆反向负载不足。由于十字头销的过热、咬死可能损害曲轴以及活塞杆、十字头、十字头导板和连杆。由于损坏的部件进入气缸筒而带来的间接损害。更换阀片、弹簧或其它已磨损或损坏的部件。往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施排量不足固定/可调余隙的开度或有缺陷。与以上相同更换有缺陷的部件进排气阀安装错位与以上相同正确地安装气阀。更换全部损坏的部件警告如果所有的气阀都倒置安装,积压过高可能造成气缸损坏和人身伤害

气阀松动。与以上相同。阀座、气阀壳体或限位器可能损坏。卸下气阀和限位器。更换全部损坏的部件。对气缸阀座进行染色探伤。往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施排温高后一级的余隙设置不合适前一级活塞杆负载超过气缸的设计最高允许工作压力,造成活塞、活塞杆、十字头或曲轴的损坏减少或关闭后一级的余隙开度直至中间级压力减少至可接受的程度后一级的进气阀组件缺失或损坏与以上相同修理或更换在后一级气缸的进气阀。后一级气缸的活塞环磨损与以上相同更换新的环排气阀有缺陷O形密封圈、垫片损坏和气缸过热更换有缺陷的部件往复式压缩机故障诊断表三：气缸部分故障寻查症状可能的原因潜在的损害纠正措施排温高排出压力高活塞杆负载超过设计。活塞杆反向负载不足超过气缸的最高允许工作压力。排出温度高。加大可调余隙开度或打开固定固定余隙直至排出压力减少到合适的程度。如果这样不能减压,对曲柄端卸载。起动以前打开所有的余隙。一定要遵照向你的压缩机提供的性能曲线。吸入压力低。活塞杆反向负载的不足可能导致十字头销的过热、咬死造成曲轴以及活塞杆、十字头、十字头导板和连杆的损坏。参照压缩机汽缸排出压力低的症状处理。吸入温度高吸入阀损坏导致泄漏。压缩机汽缸过热。更换弹簧或阀片。水冷却不合适汽缸润滑的故障导致过热、气缸划伤和阀门损坏。检查机泵的流量是否合适,热交换器的状况是否正常冷却和供水是否达到合适的液面高度。根据需要对冷却系统进行修理、清洗或补充冷却液。往复式压缩机故障诊断表五:通常故障的寻查

症状可能的原因潜在的损害纠正措施