1 隔膜压缩机构造和工作原理
张家港梅塞尔气体公司的氢气充装系统采用是GD4-400/12-210膜压机，将PSA变压吸咐产生的高纯氢气增压到20MPa，再通过汇流排输送到氢气高压槽罐车内，再运输到客户现场使用。该压缩机主要由曲轴箱、中体、曲轴连杆机构、缸体、供油系统、底座及冷却器等部件组成，进/排气阀分布在缸盖上，排气阀居于缸盖的中心，曲轴箱上装有补偿油泵，由曲轴轴端的偏心套驱动，给油缸补油。安装于机器上的仪表能显示气压与油压。
压缩机的动力由电动机通过三角带传递给主机曲轴，曲轴带动连杆，连杆通过十字头分别与活塞杆浮动连接，至此将旋转运行转换为往复运动，通过活塞驱动缸体内的液压油，将力均匀地传递至膜片，使膜片往复运行，从而达到提高介质压力的目的。
2 故障现象
GD4-400/12-210型隔膜压缩机，流量为400m3/h，*大工作压力为20MPa，一级进气压力为1.2MPa，一级排气压力为5.6MPa，二级排气压力为20MPa，一级与二级出口排气温度联锁跳车值小于等于130。在运行调试中，采用的是工艺循环冷却水，冷却水进水温度小于等于32，当二级出口压力达到13MPa时，一级排气温度这时已接近报警设定值110，当继续升压到16MPa时，一级排气温度已达到联锁停车值130，但这时的排气温度仍然没有稳定，还呈上升趋势。
3 造成排气温度高的影响因素
3.1 液压油油温过高的原因及预防措施
（1）油品选择不当。油的品牌、质量和黏度等级不符合要求，或不同牌号的液压油混用，造成液压油黏度指数过低或过高。若油液黏度过高，则功率损失增加，油温上升；如果黏度过低，则泄漏量增加，油温升高。
预防措施：选用油液应按厂家推荐的牌号及机器所处的工作环境、气温因素等来确定。对一些有特殊要求的机器，应选用专用液压油；当液压元件和系统保养不便时，应选用性能好的抗磨液压油。
（2）污染严重。随着机器工作时间的增加，油中易混入杂质和污物，受污染的液压油进入泵、马达和阀的配合间隙中，会划伤表面和破坏配合表面的精度，使泄漏增加、油温升高。
预防措施：一般在累计工作1000多小时后换油。换油时，注意不仅要放尽油箱内的旧油，还要替换整个系统管路、工作回路的旧油；加油时*好用120目以上的滤网，并按规定加足油量，使油液有足够的循环冷却条件。如遇因液压油污染而引起的突发性故障时，一定要过滤或更换液压系统用油。
（3）液压油箱内油位过低。若液压油箱内油量太少，将使液压系统没有足够的流量带走其产生的热量，导致油温升高。
（4）液压系统中混入空气。混入液压油中的空气，在低压区时会从油中逸出并形成气泡，当其运动到高压区时，这些气泡将被高压油击碎，受到急剧压缩而放出大量的热量，引起油温升高。
预防措施：经常检查进油管接口等封处的密封性，防止空气进入；同时，每次换油后要排尽系统中的空气。
（5）滤油器堵塞。磨粒、杂质和灰尘等通过滤油器时，会被吸附在滤油器的滤芯上，造成吸油阻力和能耗均增加，引起油温升高。
预防措施：定期清洗、更换滤油器，对有堵塞指示器的滤油器，应按指示情况清洗或更换滤芯；滤芯的性能、结构和有效期都必须符合其使用要求。
（6）液压油冷却循环系统工作不良。通常，采用水冷式或风冷式油冷却器对液压系统的油温进行强制性降温。水冷式冷却器，会因散热片太脏或水循环不畅而使其散热系数降低；风冷式冷却器，会因油污过多而将冷却器的散热片缝隙堵塞，风扇难以对其散热，结果导致油温升高。
预防措施：定期检查和维护液压油冷却循环系统，一旦发现故障，必须立即停机排除。
（7）零部件磨损严重。齿轮泵的齿轮与泵体和侧板，柱塞泵和马达的缸体与配流盘、缸体孔与柱塞，换向阀的阀杆与阀体等都是靠间隙密封的，这些元件的磨损将会引起其内泄漏的增加和油温的升高。
（8）环境温度过高。环境温度过高，并且高负荷使用的时间又长，都会使油温太高。
预防措施：应避免长时间连续大负荷地工作；若油温太高可使设备空载转动10min左右，待油温降下来后再工作。
3.2 机器部件影响排气温度的原因
各级进气温度与中间冷却器的冷却效果不好有关，因此应尽力保证中间冷却器的冷却效果，或因地制宜采用一些特殊冷却措施以降低进气温度，达到降低排气温度。
（1）压缩过程指数。在实际运行中，压缩过程指数主要与气缸冷却状况有关。冷却效果越好，指数越小，排气温度越低。因此，可通过强化气缸的冷却以降低排气温度。
（2）内泄漏是造成排气温度偏高、甚至过高的*重要原因之一。
在压缩机某级压缩及吸气过程中，如果该级排气阀门关闭不严，造成排气管内未来得及冷却的高温高压气体又回流（内泄漏）到气缸，将使该级排气温度急剧升高。为此，应特别注意防止此类情况的发生。
4 处理及改造实施
针对压缩机出口温度过高的问题，在取得现场运行数据后厂家的设计人员重新计算了级间压力比及对应的出口流量、温度参数等数据后，认为是压缩机**级流量比设计时流量高出较多，压缩出来的气流流速过快，一级压缩出来的气体在阀腔内无法完全导入二级入口，使得过多气体在膜腔内重复压缩，导致排气温度上升较快是主要原因。另外，液压油过滤器堵塞造成换热效果不畅也是其中一个原因。因此，对压缩机缸盖进行了改造，并更换了一组新的液压油过滤器。
在缸盖排气阀孔直径∮39mm的圆上增加8个∮3mm的通流孔，改造后共有26个∮3mm通流孔，曲面侧加工修圆角R≤0.02mm.改造后增加了压缩机出口通流面，使流速降低。
压缩机缸盖完成后，安装再次试机，使用30循环水作冷却水。
运行数据为：一级排气压力5.6MPa，出口排气温度85℃左右，二级排气压力为20MPa时，出口温度为90℃左右，符合设计要求，且工作情况较为稳定。
5 结束语
通过气体隔膜压缩机进行了改进，消除了排气温度过高的问题。通过对压缩机液压油滤芯定期更换，对润滑油定期采样分析，以保证油品的品质，因此气体隔膜压缩机改进后运行一年以来，未再发生过同样故障，保证了生产装置的稳定运行。
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