噴油螺桿式空壓機(jī)潤(rùn)滑油含水問(wèn)題的探討

李政(中海油能源發(fā)展裝備技術(shù)有限公司,天津 300450)

噴油螺桿式空壓機(jī)低噪聲箱式結(jié)構(gòu)，無(wú)需基礎(chǔ)，安裝簡(jiǎn)單；PLC控制，配有氣量自動(dòng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)在工業(yè)生產(chǎn)中大量的運(yùn)用。某終端處理廠噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)設(shè)計(jì)為二臺(tái)，正常情況為一用一備。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，除了常規(guī)的維護(hù)和保養(yǎng)之外，還特別采取定期振動(dòng)監(jiān)測(cè)和油液監(jiān)測(cè)維護(hù)方式，目的是保證機(jī)組有效可靠運(yùn)行，為生產(chǎn)保駕護(hù)航。

1 空壓機(jī)B取樣油液分析結(jié)果

1.1 污染度狀態(tài)

1.1.1 油品污染度指數(shù)超標(biāo)，達(dá)到999.0。

1.1.2 油品檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)水分，檢測(cè)數(shù)據(jù)為57.60%,數(shù)據(jù)超標(biāo)。

2 化學(xué)性質(zhì)

2.1 油品化學(xué)性質(zhì)數(shù)據(jù)為100，數(shù)據(jù)顯示為高值報(bào)警。

2.2 油品的介電常數(shù)為80.0（參考油標(biāo)準(zhǔn)為4.81),數(shù)據(jù)顯示為高值報(bào)警。

2.3 40度粘度為7.3（參考油標(biāo)準(zhǔn)為48），數(shù)據(jù)顯示為高值報(bào)警。

3 檢驗(yàn)結(jié)果

該油品的污染度、化學(xué)性質(zhì)及磨損狀態(tài)均達(dá)到高報(bào)警值，應(yīng)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行更換；鑒于油品中大量含水，應(yīng)對(duì)溫控閥,最小壓力閥等相關(guān)組件進(jìn)行檢查。

4 故障分析和診斷思路

從壓縮機(jī)工作流程和原理圈定與潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)有關(guān)，下面著重從潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)的分析和論證。

壓縮機(jī)潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)主要由油氣分離器、最小壓力閥、濾網(wǎng)和節(jié)流孔、安全閥、冷卻器、水分離器和排放管線組成。噴油螺桿式壓縮機(jī)工作時(shí)，壓縮機(jī)排氣進(jìn)入油氣分離器后，滑油的溫度與排氣溫度一致，通過(guò)散熱器將滑油溫度降為合理的溫度，再進(jìn)入壓縮機(jī)循環(huán)使用。

在現(xiàn)場(chǎng)使用過(guò)程中對(duì)排氣溫度、壓力，潤(rùn)滑油溫度進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，機(jī)組這些指標(biāo)均在正常范圍，機(jī)組PLC控制沒(méi)有出現(xiàn)故障和報(bào)警，確定壓縮機(jī)潤(rùn)滑冷卻系統(tǒng)在機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)工作正常。

油氣分離器內(nèi)的壓力由壓縮機(jī)壓縮空氣和油混合物產(chǎn)生。油在重力作用下存在于容器下部，氣體則經(jīng)過(guò)分離芯從容器頂部通過(guò)最小壓力閥排出。最小壓力閥的作用是在油氣分離器內(nèi)形成油循環(huán)的最小壓力。同時(shí)在停機(jī)時(shí)有止逆功能，防止管網(wǎng)中的壓縮空氣向分離器內(nèi)倒灌。最小壓力閥只有分離器內(nèi)壓力超過(guò)一定值時(shí)才能打開(kāi)，保持分離器內(nèi)的壓力，保證分離效果。其打開(kāi)壓力值一般為4bar，同時(shí)此閥體為單向閥體。那么潤(rùn)滑油中的水分推斷就可能是最小壓力閥體的損壞，壓縮空氣回流冷凝析出，來(lái)自于壓縮空氣中。為了證明此推斷在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了如下的檢測(cè)方法：

4.1 兩臺(tái)壓縮機(jī)正常工作至少兩次加載和潤(rùn)滑油至少進(jìn)行兩個(gè)大循環(huán)，停機(jī)大約十分鐘后對(duì)兩臺(tái)空壓機(jī)進(jìn)行采取油樣對(duì)比，未發(fā)現(xiàn)異常。

4.2 兩臺(tái)機(jī)組同時(shí)停機(jī)至少20小時(shí)以上（潤(rùn)滑油自然冷卻為常溫），然后在停機(jī)情況下擰出油氣分離罐底部的球閥前螺堵，緩慢打開(kāi)球閥排水，直到有油流出為止。發(fā)現(xiàn)B機(jī)組比A機(jī)組在油水分離器底部排出的水，遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于A機(jī)。B機(jī)組排出的水分大約有1200mL—1500mL左右。由此結(jié)合油氣分離系統(tǒng)的工作原理和各部件功用及采集振動(dòng)數(shù)據(jù)的綜合推斷出最小壓力閥可能出現(xiàn)故障。

隨之，對(duì)B機(jī)組的最小壓力閥進(jìn)行了檢查和更換。使用上述檢測(cè)步驟進(jìn)行驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)B機(jī)組排出的水分和A機(jī)組正常情況及停機(jī)排出的水分相當(dāng)，所以確定B機(jī)組由于油氣分離系統(tǒng)中的最小壓力閥損壞，導(dǎo)致潤(rùn)滑油中大量水分的推斷的正確。下圖分別為潤(rùn)滑油正常時(shí)和最小壓力閥損壞初期，潤(rùn)滑油含水時(shí)，機(jī)組運(yùn)行初期對(duì)機(jī)組采集的振動(dòng)數(shù)據(jù)頻譜圖。

4.2.1 最小壓力閥正常，潤(rùn)滑油不含水時(shí)機(jī)組運(yùn)行頻譜圖：

4.2.2 最小壓力閥損壞，潤(rùn)滑油含水時(shí)機(jī)組啟動(dòng)初期，機(jī)組運(yùn)行時(shí)的頻譜圖：

由于最小壓力閥體的損壞而導(dǎo)致壓縮空氣回流進(jìn)油氣分離器中，壓縮空氣中的水分在油氣分離罐中凝結(jié)，冷凝水析出，同時(shí)由于水的密度大于潤(rùn)滑油的密度，造成大量的冷凝水積淀在油分離器的底部。在啟機(jī)初期，底部沉積大量的水分，空壓機(jī)得不到有效的潤(rùn)滑，易使螺桿在運(yùn)行過(guò)程中因表面油膜形成的不及時(shí)和充分，螺桿發(fā)生碰磨現(xiàn)象，使螺桿表面的光潔度變差。隨之機(jī)組的振動(dòng)和噪音變大，長(zhǎng)期高振動(dòng)的條件下運(yùn)行，螺桿嚙合間隙偏差越來(lái)越大，潤(rùn)滑油中產(chǎn)生大量的機(jī)械雜質(zhì)，潤(rùn)滑油的性能下降，最終導(dǎo)致機(jī)組的功能性失效和機(jī)組的停機(jī)，對(duì)生產(chǎn)造成影響。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)此案例證實(shí)了對(duì)機(jī)組進(jìn)行的油液監(jiān)測(cè)和振動(dòng)監(jiān)測(cè)的維護(hù)和維修策略的有效性。1、及時(shí)預(yù)測(cè)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況和趨勢(shì)，發(fā)現(xiàn)故障根本原因，合理安排檢修和生產(chǎn)，提高機(jī)器可靠性，很大程度上避免災(zāi)難事故的發(fā)生。2優(yōu)化零部件庫(kù)存，降低庫(kù)存費(fèi)用，不必大量存儲(chǔ)備件以保證設(shè)備的可靠性，減少機(jī)器停機(jī)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率；3同時(shí)可在機(jī)器檢修后驗(yàn)證檢修質(zhì)量，找到導(dǎo)致機(jī)器重復(fù)性故障或生產(chǎn)損失的根本失效原因，對(duì)維護(hù)和維修流程優(yōu)化并消除故障性停機(jī)，提高維修效率和資產(chǎn)利用率，降低設(shè)備維修費(fèi)用。

[1]焦生杰.工程機(jī)械機(jī)電一體化.人民交通出版社.

[2]楊其明,嚴(yán)新平,賀石中.油液監(jiān)測(cè)分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)用技術(shù).機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]中海石油技術(shù)檢測(cè)有限公司狀態(tài)監(jiān)測(cè)分公司.螺桿空壓機(jī)培訓(xùn)教材.

[4]沈水福,高大勇.設(shè)備故障診斷技術(shù).科學(xué)出版社.