石化企业氨压机常见故障及处理对策

朱苏宁

中国石油天然气股份有限公司锦西石化分公司 辽宁 葫芦岛 125001

本工作选取某石化企业酸性水汽提装置氨精制单元8AS-12.5、8AS-17活塞式氨压机作为研究对象，对近些年来在生产运行中氨压机常见问题、常见故障案例展开分析，以及对采取的预防措施和处理对策方面进行具体探讨，为同型号、同类型活塞式压缩机预防维护、避免故障提供参考。

1 活塞式氨压机8AS系列概述

某石化企业氨精制装置8AS-12.5、8AS-17型活塞式压缩机，属于高速多缸往复压缩机。机体曲轴箱和缸体铸成一体，曲轴为双拐式，气缸体呈W型分布，提高了压缩机运转的平稳性。该型压缩机含4组、共计8个气缸，当气体被压缩机吸入，经压缩后气体压力升高，气体温度也随之升高，各气缸盖、机体均带冷却水套或冷却水盘管，保持机体以及内部润滑油运行温度。采用曲轴带动轴头齿轮油泵强制式润滑以及曲轴转动飞溅式润滑方式，润滑油型号为46#冷冻机油，润滑油与介质接触，正常运行时润滑油压大于入口压力0.15～0.2MPa（至少大于0.12MPa以上）。根据实际生产氨气处理量调节挂缸器（卸载装置）、实现工艺操作调整。工艺流程主要为：气体过滤→压缩机→冷凝→液体。

2 常见故障与原因分析

2.1 介质成分变化造成气缸布油不良易导致气缸损坏

当生产负荷突然提高，氨气总量随之增大，8AS-12.5型氨压机将由4缸做功转为8缸做功（此型号压缩机第2组缸、第3组缸靠近入口管线侧），在运转一段时间后，压缩机做功能力下降、进行停机检查。拆机检查现象：氨压机第2组缸入口侧气缸整体损坏、连杆断，第1组入口侧气缸整体损坏、连杆断，第3组气缸入口侧气缸活塞损坏。机体靠近入口侧筋板等部位被打坏。根据各组气缸零部件及机体损坏程度状况进行检查，断定氨压机2组缸入口侧气缸为最先发生故障。

通过生产操作、设备拆检情况综合分析故障原因：（1）酸性水处理量虽比较平稳，但酸性水中氨氮含量明显升高，侧线氨气含量增加，过滤后纯净度变差，氨压机负荷增大。当侧线氨气量稳定时，氨压机挂4个缸即可满足生产条件，而当侧线氨气量增加后，氨压机需挂满8个缸。此时压缩机各组气缸运行状态：第1组、第2组气缸保持继续做功，第3组、第4组气缸由空载转为做功状态，同时伴随系统中氨气流速整体提升，介质中不易压缩气体或其他杂质快速堆积在压缩机前过滤器中，少量微小杂质进入压缩机体内部，影响机内润滑油品质。（2）据压缩机气缸分布以及介质流向判断，靠近入口管线侧的第2组缸、第3组缸入口侧气缸受介质影响，发生抱缸的几率较大。原因是其靠近入口管线，介质首先进入，当入口介质中成分出现变化，如湿度增加或存在其他不凝气体，在压缩机压缩比一定的前提下，未被排出的不易压缩气体继续膨胀，将返串入气缸活塞与缸套之间，破坏气缸内壁镜面油膜，致使润滑、冷却效果变差，最终导致活塞往复运动过程中温度升高，活塞（材质为铝合金）膨胀与缸套（材质为铸铁）抱死，以致损坏缸套、活塞等零部件。

2.2 气缸组件疲劳磨损导致气缸损坏

氨精制装置氨压机第1组、第2组缸活塞及气缸为常用做功，经长期运行，活塞及活塞环、刮油环附件将出现疲劳故障，进而影响气缸内活塞往复运行、破坏缸套内油膜布油效果，气缸体内将出现撞击声，例如某次故障检修发现1#缸活塞（材质为铸铝）在上部断裂，连杆未从缸套中脱落，缸套损坏，因发现及时，在初始阶段紧急停机，对其他2#-8#气缸部件检查均未发现问题，机体本体未发现损坏。

2.3 气缸进气阀片损坏导致机组振动、声音异常

氨精制装置 8AS-17型高速多缸往复压缩机，当生产运行时压缩机入口阀片部分缺损脱落，由于阀片在阀座内处于外封闭状态，脱落后只能落入缸套与活塞之间的缝隙或者活塞顶部。根据活塞顶部和排气阀阀芯座的撞击情况判断，阀片缺损部分（长30mm，厚1.7mm）脱落在活塞顶部，气阀与活塞止点间隙为1.5mm，这样活塞运行没有止点间隙，形成撞击，活塞变形，径向膨胀影响了刮油环的布油效果，造成活塞环摩擦热无法带走，活塞瞬间被拉断裂。经现场对阀片的断面层观察发现颜色不一致（主体为黑色，局部有灰白色），分析阀片锻压、热处理不均匀，存在初始质量性能缺陷。

2.4 驱动端油封失效导致介质泄漏

氨压机轴封为单端面机械密封，轴封装置主要靠固定环、活动环、密封圈及润滑油来密封曲轴箱的工艺介质。而压缩机内润滑油品质受介质组分、油滤器效果、冷却效果等因素影响，当压缩机经长期运行后，在驱动端油封密封动环与轴间的密封橡胶O型圈处将有少量粉末状杂质堆积，影响密封效果。因在摘/挂缸操调节压缩机负荷过程中会伴随轴会有轻微轴向的窜动，杂质会影响密封O型圈自动复位，若当杂质累计较多影响密封圈复位时，导致润滑油沿密封胶圈杂质堆积缝隙处漏出，压缩机内润滑油将快速流失，进而导致介质溢出。安装时需注意确认机体内部非驱动端轴头泵前“喇叭口”与精滤芯接头处是否完全密封，润滑油是否经过精滤芯后再入各润滑部位，在油封失效初期根据情况进行预判，进行预防性检查维护。

2.5 卸载机构（卸荷器）调节失灵，压缩机运行性能下降

生产运行过程中，根据操作条件变化、氨气流量，通过调整能量调节器控制各气缸卸荷器，卸荷器由油缸、油活塞、拉杆、转动圈、顶杆和弹簧组成，可通过各气缸顶部冷却水套温度确认各缸运行情况。当卸荷器无法加载或卸放时，常见可能由两方面引起：（1）油路堵塞不畅通或循环油压力低，无法将油压输送到卸荷器油缸中、油缸中油活塞无动作。（2）卸荷器拉杆与气缸套外部转动圈未形成有效传动配合，转动圈无法转动，不能带动顶杆降落，使气阀阀座正常工作。

3 故障处理措施

3.1 根据操作条件变化及时调整运行维护措施

当出现工艺介质负荷大幅变化或工艺介质较脏情况，氨气与润滑油接触时易受污染并导致润滑效果变差，压缩机使用寿命缩减。首先，应在更换润滑油频次进行调整，保持润滑油循环质量满足压缩机运行。其次，在入口管道方面，应结合管道实际情况选择面积相对较大的、精度较高过滤器，提高对工艺介质的较大杂质的过滤，预防其进一步引起振动问题。第三，在维护保养工作方面，应根据实际情况选择适当清洗、更换压缩机前过滤器滤芯方案，以及定期拆机检查压缩机机体气滤、油滤芯。第四，应加强对润滑油、酸度、机杂的分析。第五，氨压机系统中的结晶铵盐主要由工艺介质中的硫化氢所致，当上游操作发生波动后，较难通过脱硫剂脱除硫化氢杂质，故并将其带入系统之中，在操作方面尽可能保障其平稳性和精细性。同时，根据脱硫剂使用现状，按时进行入口工艺气分析，并根据分析结果及时做出相应调整，预防因铵盐进入氨压机污染润滑油品质，进而影响压缩机运行。

3.2 改善气缸内壁油膜分布、进行预防性检修

首先，提高气缸内壁润滑效果，可在刮油环下部刃口位置手工研磨6道-8道磨槽，在不影响耗油量的前提下使其刮油效果减弱，增加气缸内壁镜面布油量，保证气缸和活塞的润滑效果。其次，应增加配件验收的技术手段，必要时可以通过咨询第三方机构并购买其服务。第三，阀片安装时，应确认入口阀片落入缸套阀座内部，防止发生偏离，气缸卸载装置顶杆在正确位置。第四，对活塞式压缩机类，根据技术资料要求对氨压机运行情况进行评估，提前进行预防性检修，检查清洗零部件的磨损程度，如气缸、活塞、曲轴、各处轴承、吸排气阀、机体气滤、油滤等。第五，技术人员加强对氨压机结构性能及运行管理等内容指导培训，尤其应对岗位人员进行氨压机故障应急操作培训，明确紧急停机条件，提高应急操作水平。

3.3 检查润滑油过滤效果，测量机组运行轴线窜动间隙

首先，在机体内部非驱动端轴头齿轮泵前“喇叭口”与精滤芯接头处安装密封胶垫，增强滤芯过滤效果，确保密封处油质清洁。同时，清理曲轴油箱、各部位滤芯、润滑管路，确保机体内润滑环境清洁。其次，检查测量、调整轴向窜动量，达到标准值＜1mm。

第三，根据该企业石化内部往复式压缩机强检管理、氨压机技术文件中的要求，当活塞式压缩机每运行8000h，进行一次大修的描述，并提前完成预防性大修。除此之外，该石化企业调研了同行业氨压机使用情况，咨询制造厂家关于安装、维护相关资料。

4 运行效果

该石化企业通过对近年来氨压机常见故障问题进行分析，制定、执行相应的预防措施，从优化生产工艺条件、精细操作维护、控制检维修质量多方面进行落实，使氨压机运行管理整体得到了提升，故障率大幅降低，逐渐实现安稳长满优运行。

5 结束语

本文简介氨精制装置应用的8AS系列活塞式氨压机常见故障现象、故障问题，主要包含工艺介质成分变化、机组运行润滑与冷却、传动部件运行过程中磨损等几个方面，同时积极汲取前期改革中积累的经验，遵循思路决定出路的大原则选择“具体故障，具体分析，针对性解决”的方法，制定一些针对性强、适配性较高的日常运维管理方案，并结合具体故障及其成因，对其进行预防性管理与具体解决，进而保障氨压机的安全可靠运行，全面提高企业的全要素生产率，促进综合效益产出。