一般情況下，造成壓縮機氣閥故障的原因通常可分為以下幾個方面：

 

外部因素,如運行工況的改變；介質組份的改變；介質含腐蝕性成分；介質含顆粒粉塵；積碳、結垢等；液體殘留夾帶；潤滑油量不當（過多或過少）；系統發生壓力波動；系統產生共振；系統冷卻器、氣液分離器工作不良；系統過濾器失效；系統安A全閥、回流調節閥、截止閥等閥門故障；系統活塞環、填料、刮油環失效；氣閥安裝有問題；主機日常保養維護不當；主機操作失誤；其它環境性因素。

內部因素,如設計缺陷；材料缺陷；制造缺陷。其它因素,如壓縮機的頻繁開停；經常冷車起動，但事先不清洗氣閥，不放空缸內積油、積液等。

 

分析過程，內部因素,機組自2012年8月投產以來，氣閥運行一直較為穩定，所以先排除氣閥設計和制造批次等因素；其它因素,經現場了解，可排除。

 

外部因素,在排除安裝、操作等其它因素后，確定本次故障主要原因集中在介質組份改變（設計值與實際值） 和注油量不當方面：壓縮機氣閥介質組份，壓縮機介質氫氣是由制氫裝置生產的純度較高的氫，混合一部分重整裝置產生的重整氫而組成，實際氫含量在某個范圍內變。從故障前后壓縮機介質組份的分析結果可知，介質氫含量在92.456%~98.477%之間變化。按照現場工藝的要求，氫含量低標準為92%。

 

比照氣閥原始設計參數及實際運行參數，壓縮機實際運行參數接近原始設計參數，變化明顯的是介質氣體的摩爾分子量，設計介質組份為：H2：98.92%、CH4：1.039%、C 6H14：0.041%，摩爾分子量為2.19 g/Mol，而2014年8月12日的介質組份，摩爾分子量5.55 g/mol，變化超過一倍。

 

分別用氫含量98.48%、95.36%、92.46%的介質組份校核各級氣閥主要的設計參數，二級蓋側排氣閥片撞擊速度分別為大允許撞擊速度的92.7%、93.5%、95.4%，閥片關閉時的撞擊速度，隨摩爾分子量的增加而逐漸增大。同時，關閉彈簧力則隨摩爾分子量增加而變得越來越弱；更嚴重的是：當介質氣體中H2含量從98.48%向92.46%變化時，二級蓋側排氣閥模擬運行時的關閉角越來越大，并有二次關閉的情況，二次關閉的關閉角均超過180毅，氣閥實際延遲關閉。

 

注油情況，該機每個氣缸均有上、下2個注油點，各點注油量10~15滴/min左右，每個氣缸注油量大致在25~30滴/min。

 

拆機后發現，排氣閥的閥壓蓋內積有較多的潤滑油，同時，損壞的閥片表面覆蓋有油垢，斷裂處油垢有粘性。

 

我們知道，閥片運動時通常不會平行地沖撞閥座，而是其一端一次撞擊閥座后，閥片要旋轉某個角度由另一端二次撞擊閥座。閥片的傾側運動是由往復壓縮機的脈動氣流導致的，因此一般情況下閥片外圈的撞擊速度總是撞擊次數總是多的，也是容易提前損壞的。

 

一般來說，有油潤滑的往復壓縮機，壓縮機氣閥閥片與閥座（閥蓋） 之間的油膜具有使閥片吸附在閥座（閥蓋） 的趨勢，并使氣閥打開（關閉） 時間較無油潤滑大為延遲。如果潤滑過度，則較多的潤滑油會使得閥片粘結在閥座或閥蓋上，不能在設計的節點開啟或者關閉，而是要延遲到在后續氣流的強大沖擊下才得以開閉，其運動速度會超過閥片許用速度的很多倍，使得閥片提前斷裂，此類情況在設計時很難計算閥片運動軌跡和速度，只能通過結構上的調整來改進。