淺析空壓機超溫故障排除及改造

周衛民

[摘要]在空壓機的運行過程中，往往由于冷卻換熱效果不好，導致空壓機實際運行時間較短，機器停車與啟動頻繁，無法達到高效安全運行的要求。空壓機在運行中如得不到充足的潤滑或冷卻，會使機體處在高溫中長時間工作，過高的油溫會使整個主機螺桿卡死或出現停跳現象，而影響企業的正常生產。

[關鍵詞]空壓機，故障，超溫，冷卻

[中圖分類號]S219.07

[文獻標識碼]A

[文章編號]1672—5158（2013）05—0482—02

前言

空壓機是一種對氣體進行壓縮的機械設備。空氣被壓縮后，空氣溫度必然要升高，再經過熱能的傳遞，傳到缸體上，缸體發熱，過熱就會出現所排出的空氣溫度超過規定值。而過高的溫度也會使機體內轉子和軸承材料的物理系數值產生變化，嚴重時會使整個主機抱死出現停跳現象，雖然空氣壓縮機廠家都對高溫加裝了保護裝置，但故障的存在也會使該保護裝置頻繁動作，影響到企業的正常生產。

一、空壓機故障簡介

某工廠的二臺螺桿空氣壓縮機，一用一備運行，每年可連續運轉8000-小時以上。在投入運行后期，設備經常處在較高排氣溫度狀況下運行，尤其在夏季最為明顯。維護過程中使用常規的處理方法，如更換潤滑油、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最常見的故障，其危害性最大。通常螺桿空壓機的工作溫度在65℃～85℃之間，該機設定最高排氣溫度為100攝氏度，超過此溫度時便會自動停機報警。如果設備長期處在高排氣溫度狀況下運行，過高的溫度會使轉子和軸承材料的物理系數值產生變化，使軸承產生異常摩擦損耗，甚至出現軸承散珠事故。過高的油溫也會降低輸氣系數和增加功率消耗，潤滑油粘度也會降低，溫度過高還會使潤滑油在金屬的催化下出現熱分解，生成對工作有害的游離碳、酸類物和水分（結碳），嚴重時會使整個主機螺桿卡死或出現停跳現象。雖然空壓機對預防高溫加裝了保護裝置，但故障的存在使該裝置頻繁動作，影響到企業的正常生產。

二、空壓機超溫故障原因分析

空壓機超溫故障的發生，多與潤滑和冷卻系統的異常有關，所以我們進行下面的故障原因分析。

1、潤滑系統及油路元件

潤滑油量不足或油路元件工作異常都會使油溫升高，從而引起超溫故障。

①系統缺油。可檢查油氣桶油位，在停機泄壓后，潤滑油處于靜態時，油位應比高油位標志H（或MAX）略高。在設備運行過程中，油位不能低于低油位標志L（或MIX）。如發現油量不足或觀察不到油位時，應立即停車加油。

②供油不足。首先檢查油過濾器、油細分離器是否堵塞。油細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濾下來，防止潤滑油流失。環境較差，粉塵較多時，應適當縮短更換周期。油過濾器、油細分離器均設計有壓差開關，可通過檢測過濾器兩真個壓差自動判定過濾器是否堵塞，如過濾器被堵塞，則應及時更換過濾器和分離器。其次檢查油量調節器是否正常，必要時可適當加大噴油量。噴油量在設備出廠時已調好，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，起動時開啟，停機時封閉，以避免停機時油氣桶內的油繼續噴入機頭，并從進氣口噴出。若該元件失靈，主機會因缺油迅速升溫，嚴重者會造成螺桿總成燒毀。

④熱控閥工作失靈。熱控閥安裝于油冷卻器前方，其作用是維持機頭排氣溫度于壓力露點以上。假如熱控閥出現故障，則潤滑油可能不經冷卻器直接進入機頭，從而油溫無法下降，造成超溫。其失靈的主要原因，一是閥芯上的大小兩個熱敏彈簧疲憊后彈性系數改變，不能隨溫度變化而正常動作；二是閥體磨損，閥芯卡死或動作不到位而無法正常封閉。可根據情況修復或更換。

⑤潤滑油規格不正確或品質較差。螺桿機的潤滑油一般均有嚴謹要求，不能隨意代用，應以設備使用說明書中的要求為淮。

2、冷卻系統

螺桿式空壓機的冷卻系統原因，可按下列步驟檢查。

①檢查油冷卻器工作是否正常。可檢查其進出口水管的溫差，正常情況下應為5—8℃，低于5℃可能有結垢或堵塞現象，將會妨礙冷卻器的換熱效率，并造成散熱不良，此時可將換熱器拆下后進行清洗。

②檢查冷卻水人口溫度是否過高，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35℃，水壓在0.15—0。3MPA之間流量應不小于規定流量的90%。環境溫度最好不要高于28℃。假如達不到上述要求，可通過安裝冷卻塔、改善室內透風、加大機房空間等辦法解決。

3、空氣吸程、排程及控制管路元件

這類元件的動作失誤會使壓縮機工作變態，也會引起超溫故障。可按下列步驟檢查。

①檢查空氣過濾器是否堵塞。可依據壓差開關的報警信號檢查或更換。

②檢查壓力是否過高。系統壓力一般在出廠時都已調定，如確需調整時，應以設備銘牌標定的額定產氣壓力為準。若調整過高，則由于機器的負荷增加，會引發超溫現象。

三、針對空壓機冷卻器油溫過高引起的故障進行的改造

在2011年正值炎熱的夏季，機房溫度已超過40℃，空壓機高溫報警停跳。由于系統急需用風，再次啟動運行，運行十幾分鐘后主機螺桿卡死。在對冷油器、循環管路及其他部件解體后，分析確認故障系冷油器中的冷卻水管路因水垢堵塞，造成潤滑油散熱器效率下降，進油溫度過高引起的軸承損壞后間隙增大，使陰陽轉子的軸向竄動和徑向位移，造成螺桿卡死。油溫過高的主要原因是油冷卻器失效造成的，由于油冷卻器內冷卻水管路較細，水受熱結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。

針對此次事故顯現的問題，解決冷卻水問題成為頭等大事。油冷卻器的故障絕大部分與水冷卻系統有著密切相關的聯系。對冷卻管路常規的處理方法是在冷卻水中加入除垢劑及化學藥品，用水泵將帶壓水打人油冷卻水管路浸泡后反復沖洗疏通，用此法清理效果較好，可將水垢去除。但除垢劑有很強腐蝕性，頻繁沖洗會使管壁變薄，影響管路的耐壓性和使用壽命。經過反復試驗及論證，選用廠處理后的中水來替代飲用自來水作冷卻水加以利用，既節約資源又降低了成本，不論從經濟利益還是環保對企業都是很好的選擇。同時避免了因工業水短缺帶來的水壓力不穩、冷卻溫差波動大，也減少冷卻水系統管壁結垢或堵塞等引起的故障。

加裝一套水處理系統，將中水進行軟、凈化再處理，使其不容易結垢，用加壓泵打人冷卻管路增大壓力。在水接入口處裝上過濾網，并定期清理濾網。這樣維護起來及簡單又方便，同時降低了設備故障率，延長了系統使用周期。

將原進水主管路拆除，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。通過改造后，冷卻管路的阻力明顯減小，進入油冷卻器的水量增大，實現了降低油溫和排氣溫度的目的。系統改造使用后，設備冷卻效果明顯變好，溫升現象基本消除。空氣品質變好，油耗降低，空壓機效率也相應提高。通過以上改造措施，空壓機連續運行至今，高排氣溫度的現象基本沒有再發生，空壓機在任何天氣狀況及負載狀況下長時間運行，排氣溫度也可以控制在80℃～90℃之間，完全在螺桿空壓機的理想溫度指標范圍內運行，企業的經濟效益也有明顯的提高。

結束語

為了保證空壓機能夠長期平穩可靠地運行，延長機組的使用壽命，必須嚴格按設備操作規程作業，制定詳細的維護計劃，定期檢查保養，保持設備清潔，減少灰塵雜物侵入油冷卻器、冷卻管道等，確保冷卻系統暢通無阻。

參考文獻

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

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