谈氧压机故障及预防措施
一、前言
氧气压缩机是用来输送氧气的机械,把空分塔生产出来的低压氧气压缩到用户所需的压力,送到用户场地或充瓶供给用户。
氧压机根据结构不同可分透平式氧压机和活塞式氧压机。本文主要讨论故障相对较多的活塞式氧压机。活塞式氧压机的结构与其它活塞式压缩机基本相同,都是由电动机传动带动曲轴,由曲轴的圆周运动,通过连杆、十字头,使活塞杆、活塞在气缸内变为水平或上、下直线运动,改变气缸中的容积变化,使气体产生压缩。氧压机的运动机构与其它运转机械一样,运转时必须有足够的油进行润滑,以使各传动付的摩擦尽量减少。由于氧压机的压缩介质是氧气,而氧气是强氧化剂和强助燃剂,因此,对与氧接触的零部件在设计、制造、选材、安装修复和使用上都有特殊的要求,这就是氧压机的特点。
二、氧压机故障原因分析
爆炸的原因分析:氧压机与氧有关的故障主要反映在燃烧和爆炸二个方面。综合氧压机燃爆的原因主要可分与氧接触机件带油和气缸温度升高两大类。
(一)与氧气接触的零部件带油或脱脂不完全
高压氧(≥2.94MPa)有一个显著特性,遇到油脂会发生自燃甚至爆炸,很多燃爆事故由此引起,分析油脂的来源有以下几种可能性:
1、活塞杆密封器磨损或装配不当,使活塞杆带油。一般氧压机的
活塞杆有下密封器和上密封器,下密封器用来刮油防止油脂带入活塞杆,上密封器用来密封氧气往下漏。若装配不当或使用后磨损很容易造成带油。
2、压力表混用,使用时将不禁油的压力表用于氧气上,使沾油的压力表通过氧气的冲击,油沿导管流落到气缸内,当气缸内温度和压力逐步升高时,就有可能引起燃烧和爆炸。
3、在修理时,活塞杆从曲轴箱内拉出气缸维修过程中,活塞杆上带有油脂,没有用清洗剂清洗,油脂带入上密封器。
4、凡是与氧气接触的零部件、工具、劳保用品、手触零件等脱脂不完全,从空分塔内的管道、容器直至贮气囊,氧压机的阀门,垫片等带油。
5、冷却水带油,若机件渗漏或修理时水进入机件,往往会留下带油的隐患。
6、活塞杆与活塞连接螺纹拆不开,用煤油渗泡,拆开后只作表面清洗去油,螺纹内仍有残留油脂。
(二)气缸内温度激剧升高,高温引起气缸活塞燃烧
管道内留有铁锈、焊渣等杂物,氧气管道有严格的要求,其中清洁度要求很高,若将铁锈等带入气缸就会磨擦着火。
1、活门座升高限制器通道上有“毛刺”。“毛刺”进入气缸磨擦
起火。
2、活塞体与气缸壁干磨擦。在装配活塞与汽缸不同心,或者活塞环磨损不及时更换,金属之间干磨擦引起着火。
3、气缸、冷却器断水,气缸内温度越来越高,引起着火。
4、未定期检修,清除过滤器、管道中有杂质。
5、活门、弹簧、螺钉、螺母等落入气缸。
6、与氧接触的零部件选材不当,用碳钢来制造。
7、用水润滑的氧压机润滑水中断。这种氧压机气缸的温度主要依靠水蒸发来带走热量,若润滑水中断,热量无法带出,将会产生燃爆,特别在10MPa以上,只需断水2分钟就有可能燃爆。而造成润滑水中断的原因有以下几种可能;一是没有往润滑水箱及时加润滑水;二是使用连接管道软管(橡胶或四氟)弯头处折断;三是氧压机震动将滴水器自动关闭;四是开车时没有把滴水器上阀门打开;五是氧气进口压力突然增大,大于进水压头,一般水压头2~3M润滑水箱离地4~5m,由于停一台氧压机或氧气产量增大,出口压力大于进水压头,润滑水就无法进入气缸;六是氧压机长期运行,气缸椭圆或活塞环磨损过大,或是活塞环在活塞环槽内卡死,一、二级润滑水漏入平衡腔或从上密封器漏出,当气体进入三级时已无润滑水。
三、故障的排除及预防
针对以上可能产生故障的原因,对氧压机故障的排除及预防提出以下建议:
(一)?防止油脂引起燃爆事故的措施建议:
1、凡属与氧气有接触的零部件,在新装、更换、检修时,均要严格、彻底地脱脂,用过的脱脂剂只能进行粗脱脂,然后再用未使用过的脱脂剂进行精脱脂;同时,必须注意检修工具和操作者手套等的脱脂,以保证这些零部件无油脂。
2、凡是与氧气接触的零部件用煤油清洗过的,都必须拆开用脱脂剂清洗干净,决不能只作表面处理。
3、对氧气压力表进行严格管理:“禁油”与“不禁油”分开存放,严禁混放,凡与氧气接触的压力表严格使用“禁油”压力表,并做好检查与记录。
4、在活塞杆上再增装一个挡油盘、与原挡油盘开口互成90度,实现两级挡油,从而防止活塞杆上的油脂上升至汽缸。
5、氧压机密封器选材要适当,不得用易燃的橡胶材料,密封器不得漏油、漏气,发现泄漏及时更换,新换上的密封器不能一次压得很紧,以免过热损坏密封器,正确的做法是运行时只要不漏气松一点为好,发现泄漏逐步压紧。为了避免活塞杆带油,在中间座装挡油板,可有效的防止带油。中间座应敞开,防止氧气漏入曲轴箱;在曲轴箱内装抽油气机,防止油雾进入中间体。
6、修理中需拉出活塞杆时,应该边拉的同时,仔细的对活塞杆进行清洗、脱脂,严禁油脂带入密封器。
7、氧压机冷却水严禁油脂,应确保系统无油,不准在氧压机冷却水箱中洗手,必要时氧压机采用自来水冷却或自成闭路循环。
8、经常注意中间下座、下密封函的工作情况:如果密封性不好要及时更换填料及刮油环,以免机油沿着活塞环上升带入氧压机汽缸内,每次抽活塞杆修理时,都要将上密封函和下刮油环拆卸下清洗,必要时更换。
9、在每次修理后都要进行一次复查,看是否达到维修要求,是否有工具落在机器内,修理后一定要打扫现场,用旧脱脂剂将机身和地面上的油污擦洗干净,再进行试车运转。
总之凡是与氧气有关的一切部位,都要有严格防止油脂进入的措施。
(二)防止气缸温度升高的措施建议:
1、氧气管道内的铁锈焊渣是引起氧压机及管道燃爆的危险因素。铁锈既是一种激发能源,又是一种可燃物且具有可爆性。铁锈进入气缸,由活塞与气缸壁磨擦,使铁锈变成粉尘状,粉尘静电位可达数千伏甚至数万伏,静电累积增大到氧及铁锈的击穿场强时,就会产生静电花放电,进而导致燃爆事故的发生。所以对铁锈类杂质的温度升高不能忽视。
2、氧气管道制造、安装、操作要遵循GB16912-1997《氧气及相关气体安全技术规程》第8部分氧气管道,和JB/T5902-20**《空气分离设备用氧气管道技术条件》的有关规定执行。不得用涂锌管来做氧气管,氧气管内必须光滑不得有焊渣、铁锈。新换上去的活门座、升高限制器应用专用工具,修去“毛刺”。
3、更换活塞和气缸时应调整中心偏差,使活塞杆中心与气缸中心不同轴度控制在0.20mm以下。维修中要注意不得任意改变零件材质,与氧接触的零件严禁用碳钢来制造。
4、操作中密切注意工艺参数的变化,发现压缩比、温度不正常应立即停车查明原因,特别注意冷却水是否中断,水润滑的氧压机润滑水供应量,发现活塞杆漏水要及时停车修理。
5、要制订维修计划,定期维修保养是确保长期安全运行的根本措施。一般氧压机运行时间1000~1500小时小修一次;运行4000~5000小时中修一次;运行2年半~3年(实际运行时间)大修一次。
6、加强设备维护管理,严格按设备的各项操作规程进行操作,定期对设备实行大、中、小修工作。
(三)加强自动化控制监控预防
1、增设温度、压力检测显示点:实践证明,机械故障往往可以由温度、压力等参数的点滴变动表现出来,但因为变化的绝对值不大且迅速,极易被操作人员忽视,针对上诉现象,增设多个温度及压力检测点,同时变模拟指示针显示为快速数字式显示记录报警。这样氧压机各部件的微小异常都可以通过数值变动及时发现。
2、利用报警信号,弥补操作人员的疏忽:可以设定六种报警方式:测量值绝对值高报警H;测量值绝对值低报警L;测量值增加时变化率超限报警RH;测量值减低时变化率超限报警RL;两测量点测量值差高于报警设定值时报警dH;两测量点测量值差低于报警设定值时报警dL。
3、增设振动检测点:根据实践经验,氧压机在事故爆发前常有振动的征兆,运转机械系统转动平衡发生异常,引起系统振动加剧。针对上述特征,增设在线振动检测仪表,进行振动检测报警、连锁,即在紧急状态下连锁跳车保护机组。
篇2：氧压机故障及预防措施
一、问题的提出
氧气压缩机是用来输送氧气的机械,把空分塔生产出来的低压氧气压缩到用户所需的压力,送到用户场地或充装供给用户。
氧压机根据结构不同可分透平式氧压机和活塞式氧压机。透平式氧压机主要由转子和静子两大部所构成,转子包括叶转、主轴、平衡盘,推力盘,联轴器等转动部分;静子包括机壳,扩压器、弯道、回流器、蜗室、密封器、轴承、中间冷却器供油系统、仪电控制系统所组成,似乎没有易损件,定期检修,一般故障很少,即使有故障都是专门的维修人员和制造厂家来修复,所以不作为该文讨论题。
活塞式氧压机用来管道输送和充瓶,据有关部门统计,我国空分制造业至今累计生产各种空分设备约8600余套,现运行设备按70%估算,每套设备平均配2台活塞式氧压机计算,目前在国内运行的活塞式氧压机约1.2万台,对这样量大面广的设备进行故障研究和维修的研究,对提高企业经济效益和社会经济效益有重大的现实意义。
从气体生产厂家实际运行来看,氧压机的故障相对较多,燃烧、爆炸事故时有发生,有的企业的氧压机操作工不敢到机房去操作。总之,氧压机岗位是事故易发岗位,加强对氧压机故障的研究,正确的维修是确保氧压机的安全运行、是企业安全管理的重大课题。
二、氧压机与其它机械相比的特点
活塞式氧压机的结构与其它活塞式机械相比似乎相同,都是由电动机传动带动曲轴,由曲轴的圆周运动,通过连杆、十字头、活塞杆、活塞,气缸为上、下直线运动,改变气缸中的容积变化,使气体产生压缩。所以氧压机的运动机构与其它机械是一样的,同时必须有足够的油进行润滑。而氧压机的特点是氧气是强氧化剂和强烈的助燃剂,因此,对与氧接触的零部件在设计、制造、选材、安装修复和使用上都提出特殊的要求,这就是氧压机的特点。
氧压机的下部运转机构,必须要有足够的润滑油,而氧压机上部(密封器以上)的气缸、活塞、活门等凡是与氧接触的所有零部件不得用碳钢制造,且使用前都必须要彻底进行脱脂处理,不得有油脂。
氧压机运动机构结构与其它机械机构相同,所产生的故障与其它机械故障也相同,机械师们对此比较熟悉,限于篇幅就不作详细分析,而今天讨论的重点是与氧有关的故障排除与预防。
三、氧压机故障原因分析
氧压机与氧有关的故障集中反映在燃烧和爆炸。
燃烧爆炸的特定部位和特定时机:
氧压机燃烧爆炸的部门与机器型号有关,2-1.67/150型、2-2.833/150型、3Z3.5-1.67/150型高压氧压机燃烧爆炸部位大都发生在压缩机中间座的平衡腔或三级密封器,三级气缸头,个别发生在二级气缸,一级气缸似乎未发生过。2Z2-3/165-Ⅰ型氧压机大都发生在四、五级气缸、活门、活塞杆,一般火焰都从四级排气活门喷出。4M12-59/44型氧压机、4M-8-62.5/32型氧压机等3~4MPa等级的氧压机一般都发生在高压级活塞杆密封器。
发生的时机大都在高压级压力在设计压力为多,充瓶氧压机大都发生在10MPa以上。另一时机是修理后用氧气试车期间,各级压力接近于正常工作压力时。
燃爆的原因分析:
综合氧压机燃爆的原因主要可分与氧接触机件带油和气缸温度升高两大类。
1、与氧气接触的零部件带油或脱脂不干净,高压氧(≥2.94MPa)有一个显著特性,遇到油脂会发生自燃、爆炸,很多燃爆事故从此引起,分析油脂的来源有以下几种可能性:
第一种,活塞杆密封器磨损或装配不当,使活塞杆带油,一般氧压机的活塞杆有下密封器和上密封器,下密封器用来刮油防止油脂带入活塞杆,上密封器用密封氧气往下漏。若装配不当或使用后磨损很容易造成带油。
第二种,在修理时,将活塞杆从曲轴箱内拉出气缸过程中,活塞杆上有油脂,没有用清洗剂清洗,油脂带入上密封器。
第三种,凡是与氧气接触的零部件、工具、操作工的劳保用品、手接触零件脱脂不干净,从空分塔内的管道、容器直至贮气囊,氧压机的阀门,垫片等带油。
第四种,冷却水带油:有的企业氧压机冷却水与空压机等其它机械共用一个冷却水系统,循环用水且通过地沟回入系统,空压机漏油,油浸入冷却水中,氧压机气缸,冷却器敞开式水箱,若机件渗漏或修理时水进入机件,就会留下带油的隐患。
第五种,活塞杆与活塞连接螺纹拆不开,用煤油渗泡,拆开后只作表面去油,螺纹内仍有油脂。
2、气缸内温度激剧升高,高温引起气缸活塞燃烧。
造成温度升高原因有:
第一,管道内有铁锈、焊渣等杂物,氧气管道有严格的要求,其中清洁度要求很高若将铁锈等带入气缸就有磨擦着火。
第二,用镀锌钢管来输送氧气,有的用户认为涂锌管干净无铁锈,而且忽略锌粉在氧气中是易燃物。
第三,活门座升高限制器通道上有“飞边”,“飞边”进入气缸磨擦起火。
第四,活塞体与气缸壁干磨擦,在装配活塞与汽缸不同心,或者活塞环磨损不及时更换,引起金属之间干磨擦引起着火。
第五,气缸、冷却器断水,气缸内温度越来越高,引起着火。
第六,未定期检修,清除过滤器、管道中的杂质。
第七,活门、弹簧、螺钉、螺母等落入气缸。
第八,气缸内壁涂层脱落。
第九,与氧接触零部件选材不当,用碳钢来制造。
第十,用水润滑的氧压机润滑水中断,这种氧压机气缸的温度主要依靠水蒸发来带走热量,若润滑水中断,热量无法带出,将会产生燃爆,特别在10MPa以上,只需断水2分钟就有可能燃爆。而造成润滑水中断的原因有以下几种可能;一是没有往润滑水箱及时加润滑水;二是使用连接管道是软管(橡胶或四氟)弯头处折断;三是氧压机震动将滴水器自动关闭;四开车时没有把滴水器上阀门打开;五氧气进口压力突然增大,大于进水压头,一般水压头2-3M润滑水箱离地4~5m,由于停一台氧压机或氧气产量增大,出口压力大于进水压头,润滑水就无法进入气缸;六是氧压机长期运行,气缸椭圆或活塞环磨损过大,或是活塞环在活塞环槽内卡死,一、二级润滑水漏入平衡腔或从上密封器漏出,当气体进入三级时已无润滑水。
四、故障的排除及预防
要使氧压机长期安全运行,必须定期检修和更换零部件,特别是与接触部分的气缸、活塞、活塞环、导向环、活门等易损件要机器运行的工艺参数而定,发现压缩比、温度不符合要求时要及时修理,下面对常见故障排除及预防提些建议:
1、防止油脂引起燃爆事故的措施建议:
1.1要求与氧气接触的零部件彻底脱脂;从狭义上讲凡是与氧气接触的机件要彻底脱脂,指氧压机活门、活塞环、导向环、气缸、活塞、密封器等零部件这是直接的。广义上讲除氧压机本身以外的管道,空分塔中的容器管道,操作工的手套、工作服、工具都是忌油的范围。
1.2凡是与氧气接触机件用煤油清洗过的,都必须拆开用脱脂剂清洗干净,决不能只作表面处理。
1.3氧压机密封器选材要适当,不得用易燃的橡胶材料,密封器不得漏油、漏气,发现泄漏及时更换,新换上的密封器不能一次压得很紧,以免过热损坏密封器,准确的做法是运行时只要不漏气松一点为好,发现泄漏逐步压紧。为了避免活塞杆带油,在中间座装挡油板,可有效的防止带油。中间座应敞开,防止氧气漏入曲轴箱;在曲轴箱内装抽油气机,防止油雾进入中间体。
1.4修理中需拉出活塞杆时,应该边拉的同时,仔细的对活塞杆进行清洗、脱脂,严禁油脂带入密封器。
1.5氧压机冷却水严禁油脂,应确保系统无油,不准在氧压机冷却水箱中洗手,必要时氧压机采用自来水冷却或自成闭路循环。
总之凡是与氧气有关的一切部位,都要有严格防止油脂进入的措施。
2、防止气缸温度升高的措施建议:
2.1氧气管道内的铁锈焊渣是引起氧压机及管道燃爆的危险因素。铁锈既是一种激发能源,又是一种可燃物且具有可爆性。铁锈进入气缸,由活塞与气缸壁磨擦,使铁锈变成粉尘状,粉尘静电位可达数千伏甚至数万伏,静电累积增大到氧及铁锈的击穿场强时,就会产生静电花放电,就会导致燃爆事故的发生。所以对铁锈此类的温度升高不能忽视。
氧气管道制造、安装、操作中要遵循GB16912-1997《氧气及相关气体安全技术规程》第8部分氧气管道,和JB/T5902-20**《空气分离设备用氧气管道技术条件》的有关规定执行。不得用涂锌管来当氧气管,氧气管内必须光滑不得有焊渣、铁锈。新换上去的活门座、升高限制器应用十景锉,修去“飞边”。
2.2更换活塞和气缸时应调整中心偏差,使活塞杆中心与气缸中心不同轴度控制在0.20mm以下。修理中要注意不得任意改变零件材质,与氧接触的零件严禁用碳钢来制造。
2.3操作中密切注意工艺参数的变化,发现压缩比、温度不正常应立即停车查明原因,特别注意冷却水是否中断,用水润滑的氧压机润滑水供应量,发现活塞杆漏水要及时停车修理。
2.4要制订维修计划,定期维修保养是确保长期安全运行的根本措施。一般氧压机运行时间1000~1500小时小修一次;运行4000~5000小时中修一次;运行2年半~3年(实际运行时间)大修一次。
小修的主要内容是:清洗进口过滤器、管道过滤器,检修各级进、排阀门;检查各运动机构连接部位是否松动,紧固是否良好,检查清洗油路;消除跑冒、滴漏;校验压力表、安全阀、温度计等。清洗气缸、活塞,更换活塞环;清洗蒸馏水滴水杯;清洗气缸夹套或水箱;检查或更换填料密封器。
中修内容:除了小修内容外再增加检查气缸和活塞,必要时搪磨气缸和更换活塞;研刮调整各轴承的间隙,必要时换轴瓦;清洗油过滤器、曲轴箱、更换润滑油。
大修内容除中小内容外增加:更换各轴承、十字头、连杆轴承,并调整间隙,研磨曲轴颈,并进行无损探伤检查,必要时进行更换;检修管道及附件,必要时更换,检查更换皮带轮,检查水分离器;对中间座、曲轴箱体全面检查,必要时进行更换;重新油漆。
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