4M80-32.3/27-319-BX型氢氮气压缩机是黑龙江北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司2008年扩容工程(增产合成氨6万t/a和尿素11.3万t/a)的关键设备之一。该压缩机由沈阳鼓风机(集团)有限公司制造生产,为4缸、4列、4M型对动平衡式3级压缩机。试车期间系统满负荷生产时,压缩机一级进、排气压力分别为2.9 MPa 、7.6 MPa,二级进、排气压力分别为7.6 MPa、13.0 MPa,三级进、排气压力分别为13.0 MPa 、21.2 MPa。压缩机试运72 h后,一级和二级入口气阀有异常响声,且一级和二级气量不足。停车检查,发现一级和二级入口气阀阀片断裂、气阀弹簧损坏失效、气阀阀座密封破损严重。经分析认为,出现这些状况的原因是气阀弹簧的弹簧力小,在入口气体压力作用下使阀片和阀座发生频繁撞击。考虑到重新设计气阀时间较长,提出对压缩机气阀和弹簧进行改造。
原气阀使用的气阀弹簧外径是8 mm阀座,弹簧孔径为8 mm,弹簧外径与阀座弹簧孔径相匹配。由于此次改造要求工期短,为了节省时间,利用公司现有的气阀弹簧进行改造:用外径6 mm、线径1 mm、总圈数为10的阀片弹簧来代替现在的气阀弹簧。
改造后的气阀弹簧外径是6 mm,要想外径为6 mm的弹簧能在阀座内正常工作,与其相匹配的阀座弹簧孔径也要6 mm,所以用Φ8 mm×2 mm×10 mm的不锈钢管镶嵌到阀座弹簧孔内作为气阀弹簧外径为6 mm的弹簧套,并用自制的专用工具与阀座弹簧孔胀紧。改造后阀座完全能满足外径为6 mm的弹簧的正常工作。
改造后的气阀在结构尺寸、气阀升程、阀座、阀隙及气流通道、阀隙的通流面积、阀座的通流面积都没有改变,只是阀片的弹簧力增大了,从而保证了原气阀的各项工艺指标,保证了气阀的长期可靠性和安全性。
气阀改造完成后,装入4M80-32.3/27-319-BX型氢氮气压缩机进行试验。压缩机开车,运行120 h后停机,解体检查气阀阀片、弹簧、阀座密封,均完好无损,气阀无泄漏现象。改造后气阀平均使用寿命由48 h延长至约12个月,大大延长了压缩机的运转周期。