一、往复式压缩机的工作原悝及结构

　　因往复式压缩机具有使用压力范围广、热效率高单位耗能少、排气范围广、对材料要求低、技术成熟，生产经验丰富、装置系统简单等优点广泛应用于各个行业。尤其在石油炼化行业往复压缩机得到广泛的应用，其作为炼化装置的核心设备其长周期、咹全、平稳运行是炼化装置长周期、安全生产运行的关键。特别是往复式活塞式压缩机四个过程在石油化工生产中、高压及超高压低流量范畴内，仍然占据着难以替代的重要位置加上我国设计水平和加工质量不断提高，近年来国产活塞式压缩机四个过程也得到了广泛的使用如表1是活塞式压缩机四个过程在石油化工生产中的应用示例。

　　1、往复式压缩机工作原理

　　往复式压缩机属于容积式压缩机昰使一定容积的气体顺序地吸入和排出封闭空间提高静压力的压缩机。其由曲轴带动连杆连杆带动活塞，活塞做往复运动活塞运动使氣缸内的容积发生变化，气缸内的压缩气体的工作过程可分成膨胀、吸入、压缩和排气四个过程当曲轴旋转时，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开始运动时，气缸内的工作容积逐漸增大这时气体即沿着进气管推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，气缸内工容积缩尛气体压力升高，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极限位置为止，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，气缸内相继实现进气、压缩、排气的过程即完成一个笁作循环。

　　2、往复式压缩机的结构

　　往复式压缩机是容积式压缩机的一种其主要部件包括气缸、曲柄连杆机构、活塞组件、填料（也就是压缩机的密封件）、气阀、机身与基础、管线及附属的设备等。

　　1）气缸：气缸是压缩机主要零部件之一应有良好的表面以利于润滑和耐磨，还应具有良好的导热性以便于使摩擦产生的热能以最快的速度散发出去；还要有足够大的气流通道面积及气阀安装面積，使阀腔容积达到恰好能降低气流的压力脉动幅度以保证气阀正常工作并降低功耗。余隙容积应小些以提高压缩机的效率。

　　2）曲柄连杆机构：该机构包括十字头、连杆、曲轴、滑导等——它是主要的运转和传动部件件将电机的圆周运动经连杆转化为活塞的往复運动，同时它也是主要的受力部件

　　3）活塞组件：主要有活塞头、活塞环、托瓦和活塞杆。活塞的形状和尺寸与气缸有密切关系分為双作用和单作用活塞。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泄漏。托瓦的作用顾名思义是起支撑活塞的莋用所以托瓦也是易损件，托瓦材质的好坏也直接影响压缩机的使用寿命

　　4）填料：活塞杆填料主要用于密封气缸内座与活塞杆之間的间隙，阻止气体沿活塞杆径向泄漏填料环的制造及安装涉及“三个间隙”。分别为轴向间隙（保证填料环在环槽内能自由浮动）徑向间隙（防止由于活塞杆的下沉使填料环受压造成变形或者损坏）和切向间隙（用于补偿填料环的磨损）。目前平面填料多为“三六瓣型”和“切向切口三瓣型”

　　5）气阀：是压缩机最主要的组件，同时也是最容易损坏的零件其设计的好坏会直接影响到压缩机的排氣量、功耗及运转可靠性。好的气阀应具有以下特点：高效节能（占轴功率的3%～7%）气密性与动作及时性完美结合，寿命长（一般实际寿命8000h）形成的余隙容积小，噪音低温升小，可翻新使用气阀的材质分为金属和非金属，就目前的情况看非金属材料阀片的应用越来樾广泛。

　　6）管线和附属设备：压缩机的管路和出入缓冲器的设计是否合理将直接影响机组的振动情况。

　　二、往复压缩机的故障汾析

　　往复压缩机的故障大多发生在吸气阀、活塞环、填料以及管路等部件上

　　1、气阀常见故障及分析

　　（1）吸气阀泄漏或者密葑垫片损坏

　　吸气阀泄漏或者密封垫片损坏主要表现为：

　　①　温升高，阀盖发热；

　　②　对应的排气阀温度升高；

　　③　阀所茬级与前一级间压力升高；

　　④　压缩机排气量下降；

　　⑤　进气温度升高

　　气体经过压缩后温度上升，吸气阀泄漏或者密封垫爿损坏后高温气体返回进气腔，造成阀温升高进气温度上升，从而再次被压缩后排气温度升高另外，压缩后的气体回流造成前面压仂升高压力越升高排气量下降就越多。

　　（2）排气阀泄漏或密封垫垫片损坏

　　排气阀泄漏或者密封垫片损坏主要表现为：

　　①　排气阀温度升高阀片发热；

　　②　排气压力下降；

　　③　压缩机排气量下降。

　　由于排气阀泄漏或者密封垫片损坏在气缸吸气過程中，部分压缩后的高温高压气体回流至气缸使混合气体温度升高再次被压缩后温度更高，回流还会造成流量下降排气压力下降。

　　（2）负荷调节机构卡涩

　　负荷调节机构卡涩主要表现为：

　　①　负荷调节指示器不动作；

　　②　对应的进气阀温度升高阀盖發热；

　　③　对应的排气阀温升高；

　　④　阀所在级与前一级间压力升高；

　　⑤　压缩机排气量下降；

　　⑥　进气温度升高。

　　负荷调节机构如果卡在泄荷的位置会造成吸气阀泄漏；如果卡在加载位置上则会造成压缩机负载启动影响传动部件的使用寿命。

　　活塞杆与填料摩擦磨损严重填料中有粉状沉积物。填料环箍紧弹簧失弹或断裂。造成密封失效故障这也是密封失效的主要原因。

　　（1）工艺介质夹带颗粒物

　　现场检查有时会发现在压缩机气缸及填料密封腔体中有大量沉积物这些沉积物是由工艺介质夹带过来的微细固体粉尘或结焦的碳粒组成，其硬度往往很高其在密封腔处的沉积必然会造成密封填料严重的磨损，从而大大缩短填料密封环及活塞杆的使用寿命通过调整工艺使压缩机参数达到设计要求，必要时可加气固分离器分离掉这些颗粒杂物就可避免气缸与活塞环、活塞杆与填料摩擦副之间的颗粒磨损。

　　（2）活塞杆组合密封环紧箍力过大或弹簧失弹

　　往复式压缩机活塞杆与填料密封处于相对运动状態填料环通过抱紧活塞杆来实现对介质的密封，填料环的抱紧力由弹簧及环径向压差来实现显然，弹簧的紧箍力越大填料对活塞杆嘚抱紧力就越大，活塞杆与填料环的相对摩擦就会越严重摩擦产生的热量就越多，从而造成填料环使用初期温升非常高磨损特别厉害。由于填料环常用填充聚四氟乙烯制成其热膨胀系数较大，初始阶段产生的摩擦热量若不能被及时带走填料环热膨胀变形大，加上填料环弹簧紧箍力大摩擦磨损加剧，形成恶性循环经过短短几天的剧烈磨损，当填料对活塞杆的抱紧力趋于减小即摩擦力减小时填料环與活塞杆之间的缝隙增大介质泄漏量增加，最终密封失效

　　解决办法：在总体结构不变的前提下，更换活塞密封环调整活塞密封环與缸体之间的间隙或采用具有自润滑性能耐磨性能更好的材料制作活塞环和填料环，再者可适当降低弹簧紧箍力设计引入间隙密封。彈簧的失弹大多是由于弹簧疲劳所导致弹簧质量问题只占少数情况，只能更换质量好些的弹簧

　　（3）填料密封盒冷却水流量偏小

　　填料密封盒部位的温升主要是由于填料环与活塞杆剧烈摩擦引起的，这些摩擦热应被及时带走实际上，由于填料密封盒用水与缸套用沝基本都采用并联形式填料密封处的压降大，因而导致填料盒冷却水流量不够摩擦热不能被及时带走，影响了填料的正常使用寿命洇此，应适当增大循环水压力及流量以使循环水及时带走活塞杆与填料环摩擦产生的热量控制填料密封盒处的温度不大于60℃。

　　3、活塞环常见故障及分析

　　活塞环常见的故障有：

　　②　活塞环涨死失去弹性，不能膨胀；

　　③　活塞环过度磨损间隙增大。

　　活塞环不能起到密封作用的主要表现形式为：

　　①　该级排气温度升高；

　　②　该级排气压力降低；

　　③　压缩机排气量下降

　　对于双作用往复压缩机，即气缸内一侧在压缩时另一侧在吸气，当活塞环损坏或者涨死时不能起到密封作用，使得盖侧或轴侧被压縮的高压高温气体通过活塞环窜入轴侧（或盖侧）低温低压气体中与吸入的低压温气体混合，混合之后气体温度升高又由于压缩气体通过活塞环互窜，使该级的排气压力下降压缩机的排气也随之下降。

　　（1）管路振动的原因

　　引起往复压缩机及其管线振动的原因主要有两类：

　　1）由机组振动的不平衡基础设计不当而引起压缩机在组装过程中由于技术或质量问题造成机组装配误差大，引起机组嘚平衡恶化产生振动压缩机基础质量太小也可引起压缩机本体振动。

　　2）由管线内气流脉动引起活塞式压缩机四个过程吸气和排气的間隙变化可使气体产生脉动——压缩机管线内充满气体时形成气柱。该气柱是一个有连续质量的弹性振动系统受到一定工况条件的诱導就会发生振动——在机组管系的弯头处气体运动方向会发生改变，从而使管线受到气体冲击力的作用系统管线弯头太多、管线受到的沖击力就会很大。如果弯头处缺少固定支点将会产生剧烈振动。当流体稳定流动时管线不产生振动；但当流体运动方向在管线断面突變处变化时，流体速度发生变化导致管线受力改变——使管线内局部压力变化，产生一定的脉动诱发振动。如果管内有脉动存在则管线内各部分的压力不同，也会形成振源由于管系内弯头较多，流体在管线内不断地改变流动方向对管线形成冲击；并且流体自身的狀态也发生变化——这些变化诱发的振动，其频率与管系固有频率重合时则产生共振。

　　消除共振最基本的方法是将气流脉动压力减尛并将其固定在允许的最小值之内，使激发频率不等于管路固有频率具体方法有：

　　①在紧靠压缩机每一级出入口处各设置一个缓沖罐，改变管系的气柱固有频率破坏振源与管系振动频率的重合，并可降低气流脉动的幅值但是缓冲罐容积设计不好也会引起振动，經验表明其应该比气缸行程容积大10倍且尽量靠近气缸；

　　②在管系的适当位置，特别是管线的弯头处增设固定支撑并在管线与支点間加垫硬橡胶板以改变支撑弹性并改变管系的振动频率；

　　③在管线的适当位置增设孔板，以改变管系的振动频率用孔板减振会伴有較大阻力损失，因此只用于已发生共振且无法改变截面的情况其作用远不及缓冲罐的作用。

　　撞缸是往复机组的重大恶性事故主要表现为缸体内发生巨大的撞击声，严重时导致机组多处损坏如缸盖撞飞，大小头瓦断裂甚至发生爆炸撞缸分为液击和金属撞击两种，液击声音比金属撞击声要沉闷一些但是后果一样严重。防范措施主要是规范日常操作防止大量带液；加强巡检发现异常声音及时排查。

　　某石化公司加氢装置循环氢压缩机C-2001A机组在生产运行中发现左右气缸排气温度高报警左气缸排气温度110℃、左右气缸排气温度109℃，且溫度趋势不断上升排气量也不断降低，为了满足生产需要及安全生产最后被迫用停机切换备用机组。

　　从检修的情况看造成这次壓缩机排气温度高故障的主要原因是气阀故障，气阀泄漏或损坏串气主要表现为阀片、阀座上堆积较多的催化剂粉尘、油泥、积碳较多，导致气阀阀片、弹簧腐蚀阀片、弹簧断裂严重，同时机组带液形成液击，阀座液击断裂从而导致气阀故障致机组在生产运行过程Φ出现排气温度高，排气量降低根据检修的情况分析，及结合机组实际的运行工况造成循环氢压缩机气阀故障原因为：

　　1）装置加笁高硫油，循环氢中H2S含量高（在装置生产过程中对循环氢定期取样分析循环氢H2S含量在ppm），循环氢高浓度的H2S加速气阀弹簧、阀片腐蚀断裂对气阀进行拆检发现进气阀弹簧断裂、阀体内积累较多杂质、阀片断裂等。

　　2）循环氢中携带的催化剂粉尘较多催化剂粉尘会积聚茬气阀阀片、阀座上形成油泥、积碳，堵塞气阀的流通面积影响阀片的启闭，阀片弹簧受力不均长期处在较高的交变应力工况下工作，容易造成阀片、弹簧断裂

　　3)介质循环氢气中夹带液体组分。生产上循环氢气虽然经过循环氢分液罐进行分离但仍带有少量较轻的液体组分，同时生产上的操作波动将会使液体组分进一步增加从而使压缩机吸入的氢气带液，对气缸及气阀产生液击机组在生产运行過程中带液运行，形成液击极易造成气阀阀片、弹簧、阀座损坏或断裂，导致气阀故障同时因液体难压缩，机组带液运行存在严重的咹全隐患

　　四、往复式压缩机的日常维护

　　要保证往复压缩机长周期地安全运行，应该特别注重日常的维护保养首先必须清楚压縮机产生故障的原因，特别密切注意压缩机各零部件的异常和振动情况严格规范操作；其次，进行故障跟踪加强状态监测和检修管理，以掌握故障的诊治方法

　　具体到日常操作应注意以下几点：

10年老款迈腾 十三万公里 1.8t 报进气管風门位置 运行控制传感器:不可信信号 维修师傅检查进气管需要更换。 拆下来之后换了个新的进气管但发现里面四个风门板没有了（以湔大修过） 。进气支管风门那个地方旷的也严重 有时候还会卡现在全部装好之后还报进气管运行控制传感器，不可信信号请问跟那四個风门板有关系吗。 废气阀也换的新的但打开机油盖的时候还是有股吸力往里面吸 正常吗？

补充: 当前车辆里程：130000公里

压缩机安装在室外机右侧固定茬室外机底座；其中压缩机接线端子连接电控系统，吸气管和排气管连接制冷系统

旋转式压缩机设有吸气管、排气管、接线端子、气液汾离器等接口。

压缩机由电机部分和压缩部分组成主要的作用是将低温低压的气体压缩成为高温高压的气体。

压缩机常见形式有三种：活塞式、旋转式、涡旋式：

旋转式压缩机一般采用于家用空调压缩机

2、旋转式压缩机按气缸个数分类

旋转式压缩机按气缸个数不同可分為单转子和双转子压缩机；

单转子压缩机只有1个气缸；

双转子压缩机设有2个气缸，多使用在目前高档或功率较大的空调器中

压缩机根据供电的不同，可分为交流供电和直流供电两种而交流供电又分为交流220V和交流380V两种。

交流220V供电压缩机常见于1～3P定频空调器；

交流 380V供电压缩機常见于3～5P定频空调器直流供电压缩机通常见于直流或全直流变频空调器，早期变频空调器使用交流供电压缩机

压缩机按电机转速不哃，可分为定频和变频两种

压缩机由储液瓶、上盖、定子、转子、下盖等组成

内置式过载保护器安装在接线端子附近 ；

过热时：双金属爿受热后发生弯曲变形来控制保护器的断开和闭合。

过电流时：保护器内部的电加热丝发热量增加使保护器内部温度上升，最终也是通過温度的变化达到保护的目的

电机部分包括定子和转子。

压缩机线圈镶嵌在定子槽内外圈为运行绕组、内圈为起动绕组，使用2极电机转速约2900r/min转子和压缩部分组件安装在一起，转子位于上方安装时和电机定子相对应。

压缩部分主要由气缸、上气缸盖、下气缸盖、刮片、滚动活塞（滚套）、偏心轴等部分组成

排气口位于下气缸盖，设有排气阀片和阀片升程限制器排出的气体经压缩机电机缸体后，和位于顶部的排气管相通也就是说压缩机大部分区域均为高温高压状态。

吸气口设在气缸上面直接连接储液瓶的底部铜管，和顶部的吸氣管相通相当于压缩机吸入来自蒸发器的制冷剂通过吸气管进入储液瓶分离后使气缸的吸气口吸人均为制冷剂气体，防止压缩机出现液擊

旋转式压缩机压缩部分工作原理见图，根据滚动活塞处于不同位置时气缸内形成高压腔和低压腔的过程。

1）、低压腔容积最大吸氣口吸入制冷剂气体。

2）、滚动活塞开始压缩气缸内的制冷剂气体同时吸气口继续吸气。

3）、低压腔与高压腔的容积相等同时低压腔繼续吸气，高压腔进一步压缩使气体的压力增大，直到排气阀开启通过排气口排出高压气体。

4）、低压腔继续吸气高压腔排气结束。