Almindelige fejl og analyse afBrint kompressorer
Abstrakt:
Brint kompressorerspiller en afgørende rolle i processer som petroleumsraffinering og methanolsyntesegastransport i kulkemiske industrier. Hvis en brintkompressor svigter, kan det føre til fabrikslukninger eller endda gaslækager, brande og eksplosioner, hvilket forårsager betydelige økonomiske tab. Dette papir fokuserer på stempelkompressorer, der bruges til at transportere brintgas, og giver en detaljeret analyse af almindelige driftsproblemer og tilbyder tilsvarende vedligeholdelsesanbefalinger. Disse indsigter har til formål at hjælpe sikkerhedsledere og udstyrsoperatører i kemiske virksomheder.
I store kemiske processer kræver mange gas-gas-, gas-væske- eller gas-faste reaktioner højtryksforhold, hvilket gør kompressorer meget udbredte. Blandt disse er stempelkompressorer en af de mest almindelige typer. Stempelkompressorer tilbyder høj kompressionseffektivitet og stærk tilpasningsevne, og de kan designes til applikationer med lavt, medium, højt og ultrahøjt tryk (over 350 MPa). Ved konstante omdrejningshastigheder forbliver afgangsvolumenet af stempelkompressorer relativt stabilt på trods af udsving i afgangstrykket. Stempelkompressorer har dog komplekse strukturer og adskillige komponenter, hvilket gør dem tilbøjelige til fejl, hvis de ikke betjenes eller vedligeholdes korrekt.
I den kemiske industri komprimeres brint typisk til høje tryk for at sikre den normale progression af kemiske reaktioner med brint som råmateriale, hvilket nødvendiggør brugen af stempelkompressorer designet primært til brinttransport. I ammoniaksynteseindustrien er indsugningstrykket for hydrogen-nitrogenblandingen f.eks. 0,03 MPa, og efter 6-7 trin med kompression når det endelige udledningstryk 31,4 MPa. I processen med methanolsyntesegasproduktion i kulkemiske industrier er indsugningstrykket for hydrogen- og kuldioxidblandingen 2,5 MPa, og efter flere trin af kompression når det endelige udledningstryk 5-10 MPa (lavtryksmetoden) ) eller 35 MPa (højtryksmetode).
1. Arbejdsprincip og klassificering afBrint kompressorer
1.1 Arbejdsprincip
Strukturen af en brintkompressor er relativt kompleks, med dens skematiske diagram vist i figur 1. Nøglekomponenter omfatter støbejernscylinderen, støbejernscylinderforingen, støbejernscylinderhovedet, støbejernskrumtapaksel, plejlstangen, krydshovedet (inklusive krydshovedet) , pakning, stempel (inklusive stempelringe), olieskraberinge, plejlstang i rustfrit stål og gasventil i rustfrit stål. Derudover er der nogle hjælpeanordninger såsom gasfiltre, buffere og smøreolierørledninger.
I lighed med andre stempelkompressorer involverer brintkompressoren tre hovedprocesser: indtag, kompression og udstødning. Drevet af en elektrisk motor bevæger krumtapakslen krydshovedet, stempelforbindelsesstangen og stemplet frem og tilbage i cylinderen. Gassen komprimeres af stemplet og udstødes til sidst gennem gasventilen.
Figur 1: Skematisk diagram af hydrogenkompressorstruktur
1.2 Klassifikation
Brint kompressorerer klassificeret baseret på området for udledningsvolumen og udledningstryk. De specifikke kategorier er vist i tabel 1.
Tabel 1: Klassificering afBrint kompressorer
Baseret på den relative position af basisplanet og cylinderens midterlinje,brintkompressorerkan også opdeles i vandrette kompressorer (basisplanet er parallelt med cylinderens midterlinje, hovedsageligt inklusive modsat type, enkeltsidet type og symmetrisk balancetype), lodrette kompressorer (basisplanet er vinkelret på cylinderens midterlinje) og vinklet kompressorer (basisplanet danner en vis vinkel med cylinderens midterlinjeretning).
Lodrette kompressorer og vandrette kompressorer med cylindre på den ene side af krumtapakslen er velegnede til forhold med lille gasvolumen. Blandt horisontale kompressorer er den symmetriske balancetype meget udbredt og er et af de bedste valg til mellemstore og store stempelkompressorer. Denne type kompressor har flere cylindre jævnt fordelt på begge sider af krumtapakslen, der danner en 180 graders vinkel med cylinderens centerlinjeretning. Modsat kompressorer er velegnede til højtryksgaskompressionsforhold, mens vinkelkompressorer er velegnede til små til mellemstore kompressorer. Vinkelkompressorerne kan yderligere opdeles i forskellige typer baseret på vinklen, såsom W-type (60 graders vinkel), L-type (90 graders vinkel) og ventilator-type (40 graders vinkel), blandt andre.
2. Hydrogenkompressormodel og bogstavbetydninger
For at lette den hurtige identifikation af kompressorens strukturelle funktioner, volumetrisk flowhastighed, arbejdstryk og anden information,brintkompressorer, ligesom andet almindeligt kemisk dynamisk udstyr, har udpegede modelnumre, hvor hvert bogstav repræsenterer forskellige betydninger. Det skematiske diagram af brintkompressormodellen er vist i figur 2.
Figur 2: Skematisk diagram af hydrogenkompressormodel
I figur 2 bruges "forskellen" i slutningen af modelnummeret primært til at skelne mellem typer af kompressorer, generelt repræsenteret ved en kombination af bogstaver og tal. "Tryk" refererer til manometertrykket for det nominelle udledningstryk, efter at gassen er komprimeret af kompressoren, målt ved standard atmosfærisk tryk. "Nominel volumetrisk strømningshastighed" refererer til strømningshastigheden af den gas, der udledes af kompressoren, beregnet ud fra forholdene ved standardsugepositionen (tryk, temperatur, gassammensætning). Brintkompressorens "struktur" og "funktioner" repræsenterer kompressorens struktur og specifikke karakteristika, med betydningen af hvert bogstav beskrevet i tabel 2 og 3.
Tabel 2: Bogstaver og betydninger af brintkompressorstrukturen
Tabel 3: Bogstaver og betydninger af hydrogenkompressorfunktionerne
3.Fælles fejl vedBrint kompressorer
Brint kompressorerhar høje krav til fremstillingspræcision og vedligeholdelse. Når brintkompressoren kører under motordrev, roterer krumtapakslen hurtigt og bevæger sig frem og tilbage. Den ene ende af krumtapakslen og plejlstangen er forbundet med krydshovedkomponenten, som også bevæger sig frem og tilbage i styret under påvirkning af krumtapakslen og plejlstangen, hvilket i sidste ende driver stemplet til at bevæge sig frem og tilbage og komprimere brinten (eller hydrogenholdig blandet gas). Men under den langvarige frem- og tilbagegående bevægelse af krumtapakslen, plejlstangen og krydshovedkomponenterne er disse dele tilbøjelige til at blive slidt. Alvorligt slid kan påvirke driftskvaliteten, hvilket nødvendiggør rettidig detektering og nedlukning for vedligeholdelse for at sikre sikker og stabil drift af brintkompressoren.
3.1 Smøreoliesystemfejl og årsagsanalyse
Det mest almindelige problem med brintkompressorens smøreoliesystem er lavt olietryk. Under normal drift sættes smøreolien under tryk af oliepumpen og leveres til førstetrinsfilteret, passerer derefter gennem den eksterne smøreoliekøler og andettrinsfilteret og er opdelt i tre ruter. Den første rute går til kompressorens olietryksmåler (inklusive fjern- og lokale målere); den anden rute når den lille del af det store leje for at give smøring; og den tredje vej går til kompensationspumpen for at forhindre lækage af olietryksbegrænseren.
Ved normal vedligeholdelse af smøreoliesystemet er det første skridt at inspicere hvert olieledningssystem visuelt, især statiske tætningspunkter i rørene. Hvis der findes utætheder eller oliepletter, skal den utætte olieslange strammes. Under normal drift af brintkompressoren er smøreoliesystemet altid i undertrykstilstand, hvilket gør det vanskeligt at opdage reduceret olietryk. For nøjagtigt at bestemme dette, er det nødvendigt med detaljerede inspektioner af statiske tætningspunkter på olieledningerne, og eventuelle potentielt utætte rør bør udskiftes for at eliminere potentielle risici. Derudover skal kvaliteten af smøreolien kontrolleres nøje, da vandindhold og metalionniveauer kan fremskynde olienedbrydningen. Hvis oliens indhold af ikke-kondenserbar gas overstiger standarden, kan der forekomme udsving i olietrykket. Ved at inspicere smøreolietilførselsledningen og mellemrummet mellem andet trins filterhulrum og oliekøleren kan man vurdere niveauet af gaskondensation i olieledningen - større mellemrum indikerer mere kondensering. To almindelige årsager til kondensering er: (1) smøreolien har en vis opløselighed for ekstern luft, hvilket gør det vanskeligt at undgå en lille mængde luftopløsning; (2) anden-trins olietrykbegrænseranordning returnerer olie blandet med en lille mængde luft og danner skum, som akkumuleres og øger mellemrummet. For at løse dette problem skal returolierørets udløb placeres så tæt som muligt på den fjerneste ende af smøreoliefilterets indtag for at forhindre skumkoncentration i rørledningen.
3.2 Gasventil, ventilpladefejl og vedligeholdelsesanalyse
Typisk,brintkompressorerbør skifte til en standby-enhed og gennemgå vedligeholdelse eller inspektion hver 3. til 6. måned. Der bør lægges særlig vægt på gasventilerne, da ventilplader er tilbøjelige til at opbygge kulstof, ophobning af olieslam eller støv, og gasventilfjedre kan knække. Gasventilens trykhætte har flere topskruer; under vedligeholdelse skal disse skruer løsnes og placeres i en ren beholder eller støvfri klud. Derefter skal boltene og møtrikkerne på toppen af gasventilens trykhætte løsnes, og de to diagonale bolte og møtrikker skal efterlades, indtil der ikke kommer gas ud af cylinderen, og fjern derefter dem alle. Fjern til sidst trykhætten og ventilpladens trykhætte, træk forsigtigt ventilpladen ud, og rens eventuelle oliepletter eller slam til materialeinspektion. Alle gasventiler skal tryktestes med nitrogen før installation for at sikre ingen lækager. Detaljer om analyse af ventilpladefejl og håndteringsmetoder er vist i tabel 4.
Tabel 4: Ventilpladefejlanalyse og håndteringsmetoder
3.3 Cylinderblok
Glatheden og smøringen af cylindervæggen er afgørende. Da stemplet bevæger sig hurtigt frem og tilbage i cylinderen, hvis brinten indeholder støv eller partikler, kan cylindervæggen blive ridset eller rillet, hvilket potentielt kan føre til cylinderfejl. Hvis ridser eller riller er mindre, kan de glattes med en halvrund slibesten. Ved mere alvorlige ridser eller riller, hvor rillens længde overstiger 1/4 af cylinderomkredsen og rillebredden er større end 3 mm og dybden større end 0,4 mm, kræves boring af cylinderen. Boring er en almindelig behandling for alvorligt slid, der øger cylinderdiameteren lidt, men ikke overstiger 2% af den oprindelige designdiameter, med reduktion af vægtykkelsen, der ikke overstiger 1/12 af den oprindelige tykkelse. Efter boring skal du vælge stempler og stempelringe, der matcher den nye cylinderdiameter for at sikre korrekt frigang.
3.4 Krydshoved og plejlstang
Tværhovedet er typisk smedet af kulstof eller legeret stål af høj kvalitet, hvilket giver høj styrke og stivhed. Den forbinder den nederste ende af stempelstangen med plejlstangens lille endeleje og overfører kraften fra stemplet til plejlstangen og krumtapakslen. Plejlstangen omdanner stemplets frem- og tilbagegående bevægelse til krumtapakslens rotationsbevægelse. Krydshovedet, krydshovedstiften, glidepladen og styreskinnen er tilsammen kendt som krydshovedet og er tilbøjelige til at revne på grund af højt tryk.
Udskiftning af krydshovedet:
Hvis mellemsædet er fjernet fra kroppen, kan krydshovedet udskiftes ved at fjerne det fra tilslutningsflangen. Hvis det mellemliggende sæde er integreret med kroppen, kan udskiftningen af krydshovedet udføres gennem målehuller i kroppen.
Under udskiftning af vinduet flyttes krydshovedet til midten af vinduet (dvs. midten af krydshovedets glidebane), drej det 90 grader langs aksen for at flugte de øvre og nedre glidebaner med de to sider af vinduet, og derefter flyt den parallelt ud af vinduet til reparation og udskiftning.
Undgå at beskadige glidebanens arbejdsflade ved reparation, flugt ind med styreporten og sørg for, at afstanden opfylder de specificerede krav.
Udskiftning af plejlstangens store endeleje:
(1) Brug drejeanordningen til at placere krumtapakslen øverst og fastgør den for at forhindre glidning og ulykker.
(2) Fjern først plejlstangsboltene fra den nederste del, brug løfteringsskruer til at ophænge plejlstangshætten, fjern derefter de øverste plejlstangsbolte, og løft hætten og lejet sammen med løfteringsskruerne.
(3) Drej langsomt krumtapakslen med drejeanordningen for at adskille plejlstangen fra krumtapakseltappen og fjern plejlstangen for udskiftning.
(4) Udskift plejlstangens store lejer i par.
(5)Udfør ikke-destruktiv test på plejlstangsbolte.
(6) I øjeblikket er plejlstangslejer med stor ende typisk standard tyndvæggede lejer, der ikke kræver nogen skrabning. Afstanden af store lejer skal nøje opfylde designkravene.
Udskiftning af plejlstangens lille endeleje:
(1) Fjern først positioneringsstiftens spændemøtrik og tag positioneringsstiften ud. Brug en rund stang til at skubbe krydshovedstiften ud fra den ene ende for at adskille krydshovedet fra forbindelsesstangen. Fjern derefter plejlstangen fra motordækslet og fortsæt med udskiftning af det lille endeleje, der beskytter glidebanen.
(2) Under udskiftningen skal du trykke det gamle leje ud af plejlstangens lille ende og trykke det nye leje ind.
3.5 Krumtapaksel
Tilspidsningen og ovalen af hovedtappen og krumtapakseltappen skal være<0.10 mm; the main shaft levelness should be <0.05 mm/M (higher in the motor direction). Each inspection should include non-destructive testing of the crankshaft journals.
Udskiftning af hovedleje:
(1) Fjern sidedækslet på maskinhuset og endesidedækslerne, og adskil krumtapakslen og motorforbindelserne. Løsn derefter smøreolierøret og hovedlejedækslet for at fjerne hovedlejets nedre skal.
(2)Placer en donkraft under krumtapakslen i passende positioner (hold den afbalanceret), løft krumtapakslen ca. 0.1–0.2 mm, og brug en rund stang eller andet passende værktøj til at fjerne hovedlejets nederste skal fra lejesædet. Indsæt på samme måde den nye nederste skal i lejesædet.
(3) Installer det nye hovedleje skal og dæksel i lejesædet og fastgør lejeboltene efter behov.
(4) Hovedlejer fremstillet i par skal udskiftes parvis.
(5) Juster afstanden mellem det store endeleje og krumtapakseltappen ved hjælp af shims til tykvæggede lejer. For tyndvæggede lejer skal du skrabe, hvis spillerum er for lille; udskift, hvis den er for stor.
(6) Mål den radiale frigang ved hjælp af ledningstrykmetoder og den aksiale frigang ved hjælp af følermålere eller fratræk diametrene af lejehullet og akslen.
(7)Den radiale frigang skal være 0,8‰–1,2‰ af akseltappens diameter.
(8) For designspecifikke krav bør hovedlejeafstanden nøje følge kompressorens designværdier.
4. Konklusion
I kemiske produktionsprocesser med brint som råmateriale er brintkompressoren et kerneudstyr til kemiske reaktioner. Derfor bør der etableres en velplanlagt vedligeholdelsesplan, herunder regelmæssig kontrol af standby-enheder og vedligeholdelsesarbejde i overensstemmelse med fabrikantens krav efter skift til en backup-kompressor. Derudover bør smøreoliesystemet kontrolleres regelmæssigt, og de primære og sekundære filtre skal renses. Under inspektioner skal du bruge et stetoskop til at kontrollere for unormale lyde i forskellige kompressorsegmenter for at afgøre, om støbejernscylinderblokken, krumtapakslen, plejlstængerne osv. fungerer normalt. Dette papir analyserer og opsummerer arbejdsprincipperne, klassifikationerne og almindelige fejlbrintkompressorer, der yder driftsvejledning til den kemiske industri, forbedrer drifts-, ledelses- og vedligeholdelsesniveauerne forbrintkompressorer, der sikrer stabil drift, reducerer nedetidstab og maksimerer økonomiske fordele for virksomheder.
Ansvarsfraskrivelse:
1. Visse grafiske og tekstmæssige oplysninger er hentet fra internettet og WeChat officielle konti med den hensigt at dele flere oplysninger.
2. De givne oplysninger er kun til lærings- og referenceformål og indebærer ikke godkendelse af de udtrykte synspunkter. Der gives ingen garantier vedrørende nøjagtigheden, pålideligheden eller fuldstændigheden af oplysningerne.
3. Hvis der er bekymringer relateret til indhold, ophavsret eller andre problemer, bedes du kontakte os inden for 30 dage for fjernelse.