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摘要：往复式压缩机是石化、化工装置中的重要设备，柱塞振动和温度异常会影响到其安全生产，而由于其产生的原因是多样的，所以要想确保压缩机正常有序工作，就必须重视柱塞振动和温度异常的消除与控制。鉴于此，文章重点就高压往复压缩机柱塞振动、温度异常原因分析及预防措施进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议。
关键字：高压往复；压缩机；柱塞振动；温度异常；预防措施
引言
现阶段，往复式压缩机由于自身优势，在石化、化工行业中得到了广泛应用。而往复式压缩机结构复杂，容易出现故障，故障的表现形式是多样的，如管道振动是常见的故障，严重时导致泄漏、爆炸，威胁安全生产。一般情况下，往复式压缩机吸排气是间断性的，出口管道中气体流动不是定常的，导致出口管道中的气流压力与速度出现周期性变化，也就是会有气流脉动。气流脉动会引发管道振动，还有其他原因也会引起管道振动。管道振动会导致管道疲劳损伤，特别容易使小口径管道损坏；导致管道保温材料破损；管道振动及噪声对人体的不良影响等。管道振动会使管道各部件的连接部位发生松动与破裂，很容导致泄漏问题，严重时还会引发爆炸，所以要分析管道振动的原因，找出可行的措施消除管道振动，确保往复式压缩机的安全运行。
1高压往复压缩机柱塞振动、温度异常原因分析
1.1维修安装出现误差导致二次机振动及温度异常
对于二次压缩机检修更换填料时，需要清理柱塞表面，检查柱塞的磨损情况和尺寸，符合标准后才能安装，以保证柱塞和填料环尺寸匹配，安装后要盘车打表检查柱塞的水平和垂直方向跳动值小于0.05mm。对于检修后首次开车，有时会出现柱塞震动、温度的波动，这主要是新更换的高压填料密封环为标准件是按照新柱塞的情况设计，而大多数情况下柱塞已运行一段时间，不可避免会出现磨损，这样在运行过程中会出现柱塞和高压填料密封环的异常磨损，从而导致柱塞振动、温度异常波动。
1.2内部油油量不合理导致压缩机柱塞振动、温度异常波动
二次压缩机内部油系统主要通过高压注油器对每个汽缸柱塞进行润滑和冷却，一段每个汽缸设计有3个注油器，通过高压填料杯上的通道对柱塞进行润滑和冷却，3个注油点沿柱塞轴向分布，径向呈120°分布，以保证柱塞全行程润滑良好，二段汽缸设计有4个注油器，为保证柱塞端部润滑良好，该点采用2个注油器并联，以防该点注油器故障后导致机组异常。装置二次压缩机内部油使用的是壳牌E220矿物油，由国内同类设备经验可知，矿物油相对合成油来说润滑性能稍差，日常注油量较大，实际运行过程中要经常检查调节注油器，以保证柱塞润滑良好，当内部油油量不足时会影响填料与活塞之间的油膜形成，会导致活塞与填料之间接触润滑不足，而产生异常磨损，引起柱塞振动、温度出现异常波动，当内部油量比较大时导致油膜厚度较大，柱塞阻力升高从而温度增加。
1.3开车过程中升压过快导致二次压缩机柱塞温度及振动异常
二次压缩机C1202的出口压力会在装置开车以及转产的时候会发生改变，为了生产不同牌号的产品，通过调整脉冲阀，按照升压曲线进行调整C1202的出口压力。由于柱塞与高压填料密封环之间间隙非常小，高压填料杯与密封环轴向间隙只有0.10-0.20mm，升压的过程中被压缩的气体温度升高，如果操作过程中升压过快，会使得气缸内部温度急剧升高，由于气缸内各构件材质不同，所以其受热后形变量也会不同，从而极有可能会引起密封环在填料杯内卡死无法自由浮动，严重可能导致密封环与柱塞瞬间抱死，致使密封环断裂，导致柱塞运行中不断和损坏密封环接触、摩擦，引起柱塞振动、温度发生异常波动，导致填料泄漏量增大。
1.4高压填料异常导致柱塞振动、温度波动异常
C1202压缩机密封填料是采用平面填料，每个单元由两块平面填料构成一组密封元件，朝向气缸的一块由三瓣径向切口组成，背离气缸的一块由三瓣斜切口组成，由于两块填料内径与柱塞杆加工精度高，在弹簧预紧力作用下，接触面产生真空效果，当气缸内的高压气体通过气缸侧填料切口间隙进入小室，两块填料被高压气体压紧在活塞杆上；而定位销固定使径向切口与斜切口错开，利用径向切口填料从轴向挡住斜切口，两块填料被高压气体压紧在一起，阻止气体轴向泄漏，同时，被高压气体推向填料函密封面，堵塞密封单元内沿填料与填料函接触面径向的泄漏，两块填料的切口都有一定间隙，以便内缘磨损后能自动补偿。C1202压缩机填料函用5组单元达到密封效果，该填料组件在轴向有3条内部润滑油注入通道，分别向3个不同位置注入润滑油，填料函组件装在夹套中，有冷却冲洗油循环冷却，保证由于摩擦产生热量及时由冷却冲洗油带走，达到控温效果。
首先，从工艺操作，排除了内部油、外部油、冷却冲洗油优良和油质等方面的原因，在每次进行更换填料时，发现填料函周围存在一部分低聚物。从填料函结构来看，工艺运行过程中，供油量充足，油质良好的情况下，为了进一步解释造成填料的异常磨损，我们从低聚物入手，查看低聚物是否对柱塞有影响：第一，由于低聚物在正常运行中会对填料和柱塞起润滑作用，但是停车过程中，没有摩擦热和气体压缩产生的热量，填料函中的高压乙烯泄露节流膨胀，在填料函中产生制冷效果，冷冻后的低聚物像沙子一样坚硬。我们可以这样推理，在下次开车的过程中，坚硬低聚物的粉末颗粒就像研磨剂一样，加剧了柱塞对填料的磨损，从而缩短了填料的使用寿命；第二，从填料润滑的原理分析，由注油器向填料函输送的高粘度内部油，首先充满填料函内各元件和柱塞形成的间隙空间，在柱塞和填料表面形成油膜。保证柱塞和填料的良好润滑，超出量一方面向着十字头方向流动，另一方面向气缸方向流动。积聚在填料函中的低聚物占据填料函的间隙空间，粘度大，不易流动，造成填料函内部润滑油存量显著减少，润滑效果下降，同时堵塞填料函的径向间隙，流动性差，组织气缸吸气过程中有气体不能过填料环径向间隙，高压气体不能通过填料环径向间隙，高压气体必然沿着柱塞和填料表面向气缸流动，从而将柱塞表面和填料间隙内的润滑油带走，再一次使得柱塞表面和填料的润滑效果变坏，产生了严重的润滑不足，加速密封填料的组件磨损。当填料磨损到一定程度，填料的密封效果变差，其密封作用就有可能随着机组开工时间的延长而完全丧失。
2高压往复压缩机柱塞振动及温度异常预防措施
2.1固化检修规程稳定检修质量避免气缸柱塞振动温度异常
在检修安装的时候需要对气缸的填料，中心阀等进行检查，核实配件的完好度，在安装柱塞前，需要清理柱塞表面，检查柱塞的磨损情况和尺寸，符合标准后才能安装，以保证柱塞和填料环尺寸匹配，安装后要盘车打表检查柱塞的水平和垂直方向跳动值小于0.05mm，同时要检查高、低压填料的磨损情况，最好是同时更换一个汽缸的高低压填料、柱塞和中心阀，对使用一段时间的柱塞返厂进行抛光处理，确保检修质量。
2.2加强检查调节注油器的工作质量，确保柱塞润滑良好
由于柱塞温度变化有滞后性，所以发现柱塞温度上升时要高度重视，进行及时调节，如果柱塞温度达到700℃时发生报警，此时才调节很有可能温度仍持续上升，从而达到750℃触发连锁而停车，因此要早发现、早调整。
结束语
综上所述，引起超高压往复式压缩机柱塞振动、温度异常波动的原因主要有四个因素，而这些因素又是相互作用、彼此影响，很难说某一个因素是起决定作用，大多数情况下是几个因素共同作用，导致压缩机柱塞振动、温度异常波动，严重的导致高压填料失效或装置停车，因此我们必须通过提高检修质量，优化工艺操作，加强日常操作维护等措施来保证机组安稳长周期运行。
参考文献：
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