周衛(wèi)民

[摘要]在空壓機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，往往由于冷卻換熱效果不好，導(dǎo)致空壓機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間較短，機(jī)器停車(chē)與啟動(dòng)頻繁，無(wú)法達(dá)到高效安全運(yùn)行的要求?？諌簷C(jī)在運(yùn)行中如得不到充足的潤(rùn)滑或冷卻，會(huì)使機(jī)體處在高溫中長(zhǎng)時(shí)間工作，過(guò)高的油溫會(huì)使整個(gè)主機(jī)螺桿卡死或出現(xiàn)停跳現(xiàn)象，而影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞]空壓機(jī)，故障，超溫，冷卻

[中圖分類(lèi)號(hào)]S219.07

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A

[文章編號(hào)]1672—5158（2013）05—0482—02

前言

空壓機(jī)是一種對(duì)氣體進(jìn)行壓縮的機(jī)械設(shè)備。空氣被壓縮后，空氣溫度必然要升高，再經(jīng)過(guò)熱能的傳遞，傳到缸體上，缸體發(fā)熱，過(guò)熱就會(huì)出現(xiàn)所排出的空氣溫度超過(guò)規(guī)定值。而過(guò)高的溫度也會(huì)使機(jī)體內(nèi)轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使整個(gè)主機(jī)抱死出現(xiàn)停跳現(xiàn)象，雖然空氣壓縮機(jī)廠家都對(duì)高溫加裝了保護(hù)裝置，但故障的存在也會(huì)使該保護(hù)裝置頻繁動(dòng)作，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。

一、空壓機(jī)故障簡(jiǎn)介

某工廠的二臺(tái)螺桿空氣壓縮機(jī)，一用一備運(yùn)行，每年可連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)8000-小時(shí)以上。在投入運(yùn)行后期，設(shè)備經(jīng)常處在較高排氣溫度狀況下運(yùn)行，尤其在夏季最為明顯。維護(hù)過(guò)程中使用常規(guī)的處理方法，如更換潤(rùn)滑油、清洗油冷卻器、空氣濾清器、冷卻水管路、甚至更換新的溫控閥等，使用效果仍不理想。

高排氣溫度是螺桿空壓機(jī)最常見(jiàn)的故障，其危害性最大。通常螺桿空壓機(jī)的工作溫度在65℃～85℃之間，該機(jī)設(shè)定最高排氣溫度為100攝氏度，超過(guò)此溫度時(shí)便會(huì)自動(dòng)停機(jī)報(bào)警。如果設(shè)備長(zhǎng)期處在高排氣溫度狀況下運(yùn)行，過(guò)高的溫度會(huì)使轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，使軸承產(chǎn)生異常摩擦損耗，甚至出現(xiàn)軸承散珠事故。過(guò)高的油溫也會(huì)降低輸氣系數(shù)和增加功率消耗，潤(rùn)滑油粘度也會(huì)降低，溫度過(guò)高還會(huì)使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解，生成對(duì)工作有害的游離碳、酸類(lèi)物和水分（結(jié)碳），嚴(yán)重時(shí)會(huì)使整個(gè)主機(jī)螺桿卡死或出現(xiàn)停跳現(xiàn)象。雖然空壓機(jī)對(duì)預(yù)防高溫加裝了保護(hù)裝置，但故障的存在使該裝置頻繁動(dòng)作，影響到企業(yè)的正常生產(chǎn)。

二、空壓機(jī)超溫故障原因分析

空壓機(jī)超溫故障的發(fā)生，多與潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)的異常有關(guān)，所以我們進(jìn)行下面的故障原因分析。

1、潤(rùn)滑系統(tǒng)及油路元件

潤(rùn)滑油量不足或油路元件工作異常都會(huì)使油溫升高，從而引起超溫故障。

①系統(tǒng)缺油?？蓹z查油氣桶油位，在停機(jī)泄壓后，潤(rùn)滑油處于靜態(tài)時(shí)，油位應(yīng)比高油位標(biāo)志H（或MAX）略高。在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，油位不能低于低油位標(biāo)志L（或MIX）。如發(fā)現(xiàn)油量不足或觀察不到油位時(shí)，應(yīng)立即停車(chē)加油。

②供油不足。首先檢查油過(guò)濾器、油細(xì)分離器是否堵塞。油細(xì)分離器為多層玻璃纖維制成，作用是將壓縮空氣中的油霧過(guò)濾下來(lái)，防止?jié)櫥土魇А－h(huán)境較差，粉塵較多時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短更換周期。油過(guò)濾器、油細(xì)分離器均設(shè)計(jì)有壓差開(kāi)關(guān)，可通過(guò)檢測(cè)過(guò)濾器兩真?zhèn)€壓差自動(dòng)判定過(guò)濾器是否堵塞，如過(guò)濾器被堵塞，則應(yīng)及時(shí)更換過(guò)濾器和分離器。其次檢查油量調(diào)節(jié)器是否正常，必要時(shí)可適當(dāng)加大噴油量。噴油量在設(shè)備出廠時(shí)已調(diào)好，一般情況下最好不要改變。

③油停止閥工作不正常。油停止閥一般為兩位兩通常閉電磁閥，起動(dòng)時(shí)開(kāi)啟，停機(jī)時(shí)封閉，以避免停機(jī)時(shí)油氣桶內(nèi)的油繼續(xù)噴入機(jī)頭，并從進(jìn)氣口噴出。若該元件失靈，主機(jī)會(huì)因缺油迅速升溫，嚴(yán)重者會(huì)造成螺桿總成燒毀。

④熱控閥工作失靈。熱控閥安裝于油冷卻器前方，其作用是維持機(jī)頭排氣溫度于壓力露點(diǎn)以上。假如熱控閥出現(xiàn)故障，則潤(rùn)滑油可能不經(jīng)冷卻器直接進(jìn)入機(jī)頭，從而油溫?zé)o法下降，造成超溫。其失靈的主要原因，一是閥芯上的大小兩個(gè)熱敏彈簧疲憊后彈性系數(shù)改變，不能隨溫度變化而正常動(dòng)作；二是閥體磨損，閥芯卡死或動(dòng)作不到位而無(wú)法正常封閉。可根據(jù)情況修復(fù)或更換。

⑤潤(rùn)滑油規(guī)格不正確或品質(zhì)較差。螺桿機(jī)的潤(rùn)滑油一般均有嚴(yán)謹(jǐn)要求，不能隨意代用，應(yīng)以設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)中的要求為淮。

2、冷卻系統(tǒng)

螺桿式空壓機(jī)的冷卻系統(tǒng)原因，可按下列步驟檢查。

①檢查油冷卻器工作是否正常?？蓹z查其進(jìn)出口水管的溫差，正常情況下應(yīng)為5—8℃，低于5℃可能有結(jié)垢或堵塞現(xiàn)象，將會(huì)妨礙冷卻器的換熱效率，并造成散熱不良，此時(shí)可將換熱器拆下后進(jìn)行清洗。

②檢查冷卻水人口溫度是否過(guò)高，水壓及流量是否正常。冷卻水的入口溫度一般最好不要超過(guò)35℃，水壓在0.15—0。3MPA之間流量應(yīng)不小于規(guī)定流量的90%。環(huán)境溫度最好不要高于28℃。假如達(dá)不到上述要求，可通過(guò)安裝冷卻塔、改善室內(nèi)透風(fēng)、加大機(jī)房空間等辦法解決。

3、空氣吸程、排程及控制管路元件

這類(lèi)元件的動(dòng)作失誤會(huì)使壓縮機(jī)工作變態(tài)，也會(huì)引起超溫故障?？砂聪铝胁襟E檢查。

①檢查空氣過(guò)濾器是否堵塞?？梢罁?jù)壓差開(kāi)關(guān)的報(bào)警信號(hào)檢查或更換。

②檢查壓力是否過(guò)高。系統(tǒng)壓力一般在出廠時(shí)都已調(diào)定，如確需調(diào)整時(shí)，應(yīng)以設(shè)備銘牌標(biāo)定的額定產(chǎn)氣壓力為準(zhǔn)。若調(diào)整過(guò)高，則由于機(jī)器的負(fù)荷增加，會(huì)引發(fā)超溫現(xiàn)象。

三、針對(duì)空壓機(jī)冷卻器油溫過(guò)高引起的故障進(jìn)行的改造

在2011年正值炎熱的夏季，機(jī)房溫度已超過(guò)40℃，空壓機(jī)高溫報(bào)警停跳。由于系統(tǒng)急需用風(fēng)，再次啟動(dòng)運(yùn)行，運(yùn)行十幾分鐘后主機(jī)螺桿卡死。在對(duì)冷油器、循環(huán)管路及其他部件解體后，分析確認(rèn)故障系冷油器中的冷卻水管路因水垢堵塞，造成潤(rùn)滑油散熱器效率下降，進(jìn)油溫度過(guò)高引起的軸承損壞后間隙增大，使陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)和徑向位移，造成螺桿卡死。油溫過(guò)高的主要原因是油冷卻器失效造成的，由于油冷卻器內(nèi)冷卻水管路較細(xì)，水受熱結(jié)垢后累積造成管路堵塞，造成冷卻水流量不足，使油溫降不下來(lái)。

針對(duì)此次事故顯現(xiàn)的問(wèn)題，解決冷卻水問(wèn)題成為頭等大事。油冷卻器的故障絕大部分與水冷卻系統(tǒng)有著密切相關(guān)的聯(lián)系。對(duì)冷卻管路常規(guī)的處理方法是在冷卻水中加入除垢劑及化學(xué)藥品，用水泵將帶壓水打人油冷卻水管路浸泡后反復(fù)沖洗疏通，用此法清理效果較好，可將水垢去除。但除垢劑有很強(qiáng)腐蝕性，頻繁沖洗會(huì)使管壁變薄，影響管路的耐壓性和使用壽命。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)及論證，選用廠處理后的中水來(lái)替代飲用自來(lái)水作冷卻水加以利用，既節(jié)約資源又降低了成本，不論從經(jīng)濟(jì)利益還是環(huán)保對(duì)企業(yè)都是很好的選擇。同時(shí)避免了因工業(yè)水短缺帶來(lái)的水壓力不穩(wěn)、冷卻溫差波動(dòng)大，也減少冷卻水系統(tǒng)管壁結(jié)垢或堵塞等引起的故障。

加裝一套水處理系統(tǒng)，將中水進(jìn)行軟、凈化再處理，使其不容易結(jié)垢，用加壓泵打人冷卻管路增大壓力。在水接入口處裝上過(guò)濾網(wǎng)，并定期清理濾網(wǎng)。這樣維護(hù)起來(lái)及簡(jiǎn)單又方便，同時(shí)降低了設(shè)備故障率，延長(zhǎng)了系統(tǒng)使用周期。

將原進(jìn)水主管路拆除，加大管口直徑增加通流面積，將原反沖水路拆除，更換成內(nèi)壁光滑的不銹鋼管路并加大管口直徑，減少水垢在管壁的形成。通過(guò)改造后，冷卻管路的阻力明顯減小，進(jìn)入油冷卻器的水量增大，實(shí)現(xiàn)了降低油溫和排氣溫度的目的。系統(tǒng)改造使用后，設(shè)備冷卻效果明顯變好，溫升現(xiàn)象基本消除。空氣品質(zhì)變好，油耗降低，空壓機(jī)效率也相應(yīng)提高。通過(guò)以上改造措施，空壓機(jī)連續(xù)運(yùn)行至今，高排氣溫度的現(xiàn)象基本沒(méi)有再發(fā)生，空壓機(jī)在任何天氣狀況及負(fù)載狀況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，排氣溫度也可以控制在80℃～90℃之間，完全在螺桿空壓機(jī)的理想溫度指標(biāo)范圍內(nèi)運(yùn)行，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也有明顯的提高。

結(jié)束語(yǔ)

為了保證空壓機(jī)能夠長(zhǎng)期平穩(wěn)可靠地運(yùn)行，延長(zhǎng)機(jī)組的使用壽命，必須嚴(yán)格按設(shè)備操作規(guī)程作業(yè)，制定詳細(xì)的維護(hù)計(jì)劃，定期檢查保養(yǎng)，保持設(shè)備清潔，減少灰塵雜物侵入油冷卻器、冷卻管道等，確保冷卻系統(tǒng)暢通無(wú)阻。

參考文獻(xiàn)

[1]王廣宇，錢(qián)永豪，陳軍，雙螺桿式空氣壓縮機(jī)超溫故障原因分析[J].硅谷，2008（14）

[2]衛(wèi)少亮，水冷式雙螺桿空氣壓縮機(jī)超溫故障原因解析[J]，煤，2007（07）