ZTY系列压缩机转速不稳定的故障分析与处理方法探究
内容摘要：压缩机转速不稳定是一种较为常见的故障，导致机组振动大或超速停机，从而影响设备正常工作。文章从动力点火系统、燃料气注气系统、仪表风系统、调速器及操纵连杆机构等四个方面的分析出现这一故障的原因，从而进行归纳总结，出相应的解决方法。
关键词：二冲程发动机、燃料气、动力缸温度、调速器
引言
ZTY系列天然气压缩机是以二冲程发动机作为动力源的活塞式、整体式压缩机，发动机与压缩机共用一根曲轴，主要用于气井气举。由于其独特的结构和复杂的使用环境，压缩机转速不稳定是一种较为常见的故障。其危害是导致机组振动大或超速停机，从而影响设备正常工作。本文对ZTY系列压缩机转速不稳的原因进行分析，从而到相应的解决措施。
1、原因分析
ZTY系列天然气压缩机动力部分是一个典型的二冲程发动机，曲轴每旋转一周，动力活塞就有
一个作功冲程。当活塞向气缸头运动时，活塞后部内腔形成瞬时负压，混合阀靠压差打开，动力缸吸入新鲜空气，活塞头部首先关闭进气口，然后再封闭排气口，燃气喷射阀靠液压力打开，燃气进入动力缸，活塞继续运动，这就是压缩冲程；封在活塞头部内的这部分混合气体在接近压缩冲程终点前，由火花塞点燃，混合气体燃烧膨胀作功，使动力活塞向曲轴端运动，这就是作功冲程；当活塞运动至不能封闭排气口时，燃烧后的废气就由排气口排出，活塞继续运动，进气口被打开，这时，在压缩冲程中进入后部的空气已被压缩到具有一定的压力，形成扫气，在此压力下，新鲜空气由进气口进入活塞头部的空腔，并吹扫残留在缸内的废气，有助于废气的排气，这就是进气、排气冲程，稍后，活塞又向缸头运动，又开始新的冲程。
发动机调速器图1 ZTY系列天然气压缩机的结构
下面从以下四个方面分析压缩机转速不稳定的主要原因：
1.1动力缸点火系统。
点火系统是由磁电机产生的电能储存在电子盒中的电容器内，当发动机转动时，电容器内的能量向安装在动力缸长的点火线圈释放，线圈将此能量转为高压，并通过高压电缆送至火花塞，在火花塞电极之间产生火花将动力缸内的混合气体点燃。每个动力缸上设置有两个火花塞，每个火花塞配有一个点火线圈，每缸对应一个触发线圈。
图2
如果某个缸的点火系统出现故障，该缸就不能正常工作，从而导致机组转速的不稳定。
1.2燃料气注气系统。
注气系统主要由柱塞泵、注油缸、压力油管路、燃气进气转阀及喷射阀等组成，燃料气经过管路最终通过喷射阀进入动力缸内参与燃烧。
图3 燃料气转阀及调节机构
如果燃料气进气转阀或转阀操纵机构失灵，则进入动力缸的燃气量就无法保证，从而可能导致机组的转速不稳。
1.3仪表控制系统
仪表控制系统通过调节供给调速器的仪表风压力来调整机组转速，仪表风气源压力不足或仪表风管路不通时供给调速器的压力就偏低或归零，这时机组转速将越来越低（直至怠速）且无法调节。
1.4调速器及操纵连杆机构。
调速器由卧轴齿轮驱动，调速器伸缩臂通过关节轴承、拉杆与燃气控制阀摇臂相连，当转速发生变化时，则通过卧轴齿轮使调速器转速也发生变化，而调速器通过其内部的液压系统使伸缩臂运动，通过操纵连杆机构调节燃气控制阀的开度，控制燃料气进入动力缸的气量，从而达到控制转速的目的。
图4 调速器
如果调速器发生故障，则可能造成燃料气进气量忽高忽低，从而导致转速不稳定，如果调速器失灵，则会导致机组超速停机。
2、解决方法
根据以上四点，相应的解决方法如下：
1、检查并修复点火系统，首先检查火花塞，火花塞损坏的可能性最大，其次是高压线、高压线圈和永磁电机。通过缸温观察，哪个缸缸温不正常，先检查哪个缸的点火系统。
2、维修或更燃料气进气转阀或转阀操纵机构。
3、仪表风的压力不低于机组需要的压力，如果是仪表风管线堵塞，则先疏通管线。
4、修理或更换调速器。
3、故障分析总结
转速不稳的情况在机组中出现比较常见，按照以上方法查原因并处理基本能够消除故障。
要预防此类故障，要做好下面几个方面工作，一是按时检查火花塞，调整好间隙，及时清除积碳。二是保证仪表风的压力不低于要求的压力，过低要及时充压。三是按规定保养好调速器。