中国石油哈尔滨石化分公司 黑龙江哈尔滨 150056
摘要：往复式压缩机是一种使用较广的压缩设备，其对机身振动的电磁干扰以及应对措施的分析研究对于其使用有着重要的意义。本文主要在阐述往复机压缩机工作原理的基础上，详细分析了压缩机产生振动的原因，以及采取的行之有效的解决措施。
关键词：往复式；压缩机；机身振动；锡纸；不锈钢网状绕线管
引言
随着我国经济的飞速发展以及时代的进步，压缩机的使用很大程度上改善了人们的生活水平和工业水平。同时压缩机在改善人们工工业水平的基础上也带来一定的负面影响，比如噪声污染、泄露污染。压缩机作为一种先进的压缩设备，在企业中主要用于气体的压缩中。因此，研究压缩机产生振动的原因以及针对机身振动受电磁干扰的处理措施尤为重要。哈尔滨石化公司三联合车间共有24台往复式压缩机（其中联合装置7台，柴油加氢6台，汽油加氢5台，加氢改质4台，PSA装置2台），机身振动共有38个（其中联合装置14个，柴油加氢8个，汽油加氢10个，加氢改质6个）。
1 往复式压缩机的工作原理
一般往复式压缩机通常是由单个部分组成的，工作腔、曲柄连杆以及辅助系统。曲柄连接杆是压缩机主要的传动部分，也是其动力的主要提供部件，能够将驱动级的旋转运动直接的转换为往复式的运动，从而推动活塞在气缸里做往复式运动，进一步实现往复式压缩机的排气和吸气的过程。
往复式压缩机其工作基本分为四个部分：第一阶段是膨胀阶段。活塞的运动造成工作室里面的容积增加的时候残留在其内部的高压的气体就会发生膨胀，此时气阀不会打开，只有当压力小于吸入管路的压力时气阀才会打开；第二阶段是吸气阶段。吸入口的气阀在压差的作用下打开，活塞运行，工作室容积变大，气体不断吸入。当压差消失后进气阀关闭；第三阶段是压缩阶段。活塞的反向运行，工作室的容积减小，当工作室的压力增加时排气口阀门仍然关闭，气体被压缩；第四阶段是排气阶段。当工作室的压力大于排气管压力时，就会克服气阀压力排出气体。
2 往复式压缩机产生振动的原因
⑴往复式压缩机平衡性能导致的振动
往复式压缩机在运行过程中，曲柄和活塞组建的连接部件是在做加速或减速运动，所以在旋转时产生往复的惯性力以及旋转的惯性力。活塞压缩气体，此时缸盖和活塞都会受到气体的作用。同时，还存在滑道与轴承、运动部件与气缸等摩擦阻力。其中气体力和摩擦力是可以在机器的背部平衡，属于内部力。而旋转和往复惯性力在机器使用和安装中没有消除不平衡力，就会在机器运转中承受周期性的负荷，从而导致压缩机振动，最终损坏相关部件和组件，给使用带来影响；
⑵压缩机在运转过程中产生振动。由于往复式压缩机在其运转的时候，其内部的组件之间会产生一定的摩擦、撞击，这些都很容易引起压缩机的振动。同时由于压缩机在安装过程中难免会出现安装场所地面不够平整、压缩机固定不够牢固以及机组本身的平衡性能不好、安装没有很好的实现对称以及支撑设计不对等情况，这些问题最终都会导致压缩机在运行时出现振动；
⑶压缩机运行时气体冲击管路产生振动。压缩机在实现其压缩功能时，工艺气体进入机体以及排除机体具有往复性质的特征，在一个冲程完全结束后工艺气体进出管道在压缩机活塞上下运动的带动下，工艺气体的进入以及排除都是在外力下来完成的，所以就会对其管壁以及弯曲的地方产生一定的冲击。这些冲击在压缩机连续工作时就变成了连续的冲击，持续的作用于管壁、阀门以及弯曲的管道时，就会引起其管路的振动；
⑷压缩机运行引起管路的共振。众所周知，共振具有一定的破坏性，往复式的压缩机在其运行的过程中，管路内的气体具备一定的频率，同时管路本身也有一定的频率。当二者的频率共存于一定的共振区域时，就会引发共振现象，而长时间的共振就会对管路产生很大的应力，引发管路的变形，产生断裂现象，从而造成系统出现故障
3 引起机身振动联锁原因分析
工艺操作工反应汽油加氢往复式压缩机K-3101A正常运行，在没有任何征兆的情况下，突然机身振动达到联锁值（联锁范围0-18mm），导致设备停机。随后仪表维护工对现场接线和机柜间内安全栅检查信号线接线情况，发现信号线没有任何松动和氧化现象。调取DCS历史趋势，联锁触发前已经开始出现波动，联锁停机后，振动信号持续波动一会后开始趋于平稳，之后K-3102A又出现大幅度的波动。
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图1
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图2
根据图1和图2的现象分析，首先怀疑是不是屏蔽层出现问题，经过询问，工艺外操人员在压缩机厂房内和内操用对讲机进行联系作业时，外操当时正处在K-3101A压缩机旁边，对讲机的电磁干扰信号引起压缩机机身振动突然升高达到联锁停机值。而后操作工停止使用对讲机，波动曲线变化的幅度开始减弱，紧接着随着外操的移动，同时内操接着用对讲机联系外操，导致K-3102A的机身振动又开始波动。
4 机身振动测试信号分析
为了进一步确实机身振动达到联锁值是否由于对讲机的电磁信号引起的，仪表工在所有停运的的压缩机机身振动旁边按动对讲机的通话键，发现联合装置重整2台增压机K-1202A/B（K-1202A/B/C）机组的机身振动没有信号波动的情况，联合装置预加氢压缩机K-1101A（K-1101A/B）机组的机身振动出现信号波动，达到联锁停机值（0-50mm）。经过分析：无信号波动的重整2台增压机机身振动的绕线管为不锈钢网状绕线管，而出现信号波动的预加氢压缩机机身振动的绕线管为胶皮式绕线管。
5 机身振动联锁的解决措施和方案
针对上述事件出现的情况，有两种解决方案可以实施，其一是把所有胶皮式的绕线管全部更换成不锈钢网状绕线管。其二是利用锡箔纸把胶皮式绕线管进行缠绕。下面主要介绍第二种解决方案：
经过实验我们发现可以利用锡箔纸快速解决机身振动受电磁干扰的影响，并且通过实验曲线大家会很直观的发现锡箔纸防电磁干扰的作用是非常强大的。
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图3
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图4
图3是机身振动普遍使用的胶皮式绕线管；图4是使用胶皮式绕线管机身振动的变化曲线图。
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图5
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图6
图5是胶皮式绕线管缠绕用锡箔纸包裹；图6是缠绕锡箔纸后机身振动的变化曲线图。
6 结语
本文主要讲述了机身振动受电磁干扰的解决措施。
往复式压缩机从正式投入使用以来机身振动受电磁干扰的影响工作状况一直不是很稳定。压缩机厂房内已经禁止使用对讲机等通讯设备。
改造完成后机组运行稳定，一直到今天为止没有出现任何故障，工作正常，事实证明这次的改造极为成功。
作者简介：
刘联波、男、（1982-），高级技师、技术员，从事仪表设备维修及运行维护工作。