设备管理
石油化工设备技术，2017，38（6）·57， Petro-Chemical Equipment Technology
氢气压缩机气缸活塞连杆断裂原因分析
刘军，李庆梅，雷俊良，韩豫，马兴国
（中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司，新疆独山子833699）
摘要：某苯乙烯装置氢气压缩机系进口设备，开工运行不久就发生了压缩机一级气缸活塞连杆、二级气缸活塞连杆断裂事故，影响装置的安全运行。文章从压缩机的运行状况、连杆断裂部位、连杆材质和力学性能等方面进行了分析，找出压缩机连杆断裂的主要原因是强度不够，并针对此问题对后期压缩机连杆的质量及运行提出了要求，保证了氢气压缩机的安全运行。
关键词：氨气压缩机气缸活塞连杆断裂失效 doi:10.3969/j.issn.1006—8805.2017.06.013
某苯乙烯装置的氢气压缩机系进口设备，是
1台对称平衡型4级水冷往复活塞式压缩机。压缩机安装在钢制机架上，并利用电动机通过挠性联轴节驱动。压缩机曲轴设计为顺时针方向旋转。压缩机11包括曲轴箱、曲轴、连杆、十字头、十字头销、刮油环填料和活塞杆的传动部分，以及气缸、活塞和阀门的压缩部分。曲轴传动装置是卧式平衡对置式四拐曲轴。在4个轴颈中每一个的连接位置，均安装1个两件拼合式连杆。连杆的较大轴颈端是三组件合金壳轴承，较小端是用作十字头销支承表面的青铜轴套。4根连柱的每根均与1个驱动十字头的十字头销相连。十字头组件包括十字头和十字头导块（每个气缸1个）。利用螺栓将活塞杆固定在十字头上。氢气压缩机传动装置为直接联轴节，转速为425r/min，活塞冲程为250mm，活塞转速为3.5m/s，电机功率为1960kW，活塞排气量为5016m/h。采用强制润滑方式进行润滑，冷却方式为强制性水冷剂
冷却。压缩机将租氢气增压送到某制氢车间，额定出口压力为3.4MPa，实际运行工作压力为 2.5MPa。
该氢气压缩机投入运行180d后，发现一级气缸活塞开裂。为满足生产需要，经过10余天的配件采购和维修，更换为国内厂家制造的一级气缸活塞，调试运行205d后，发生一级气缸活塞杆断裂事故。为慎重起见，经用户讨论决定，将一级缸的活塞杆和活塞更换为原厂生产的活塞杆和活塞，调试行了近900d后，又发生了二级
气缸活塞杆断裂现象，其断裂位置与前期的一级气缸活塞杆断裂位置相同。活塞杆的连续断裂，严重影响着压缩机的正常运行和装置的连续生产，为此，只有分析出活塞杆断裂原因和提出预防措施，才能有效避免压缩机活塞杆再次发生断裂，
保证生产安全运行。 1运行情况分析
1.1压缩机一级气缸活塞杆断裂前的DCS监测
分析压缩机一级气缸活塞杆断裂前2d的 DCS监测数据，可以看出：
1）断裂前48h轴承温度未发生明显变化，温度在（54士1)℃左右。
2）起初活塞杆沉降一直稳定在1000um左右；到12月15日18：47活塞杆沉降开始增加，在 18：56已经达1183um。活塞杆严重开裂，在 18：00后其沉降增加，波动范围900～1300μm。
3）从曲轴箱振动曲线分析，12月15目15： 25开始，振动幅度比之前有所增加，振动值由 3.20mm/s上升到4.51mm/s，19:00以后，2测试点振动曲线波动剧烈，但直到21：00前，均未超过操作要求的3～5mm/s范围；到21：03轴断裂时，曲轴箱振动急剧增加达到最大值49.25 mm/s。
4）曲轴箱机体温度未发现异常。收稿日期：2017-05-20。
作者简介：刘军，男，2015年毕业于中国石油大学有机化工
专业，主要从事化工能源管理工作，工程师。 Email. liujunl11@ petrochina.com.cn.