螺桿壓縮機潤滑油路分析及維護*

喬 石, 袁浩然, 汪興濤

(1.中國石油蘭州石化分公司，甘肅 蘭州 730060； 2.廣東偉晉建設集團有限公司，廣東 廣州 510730)

1 前 言

噴油式螺桿壓縮機是容積式氣體壓縮機，由相互嚙合的轉子(即螺桿)、機殼及適當配置在兩端的進排氣口組成壓縮氣體的工作腔，通過減小工作容積來提高氣體壓力。壓縮機工作時，潤滑油循環使用起著潤滑、密封、冷卻和降低噪聲的作用。在螺桿壓縮機機組中安裝有油分離器、油冷卻器、油過濾器和油泵及各類閥門等設備，以便潤滑油能夠循環利用。

2 螺桿壓縮機系統

某公司溶劑脫蠟車間安裝有5臺美國約克公司生產的制冷壓縮機，設備型號RWBⅡ-676E，電機轉速2 950 r/min。機組結構如圖1所示，設備運行參數為：入口溫度17 ℃；出口溫度80 ℃；分離器溫度82 ℃；油溫58 ℃；潤滑油壓力820 kPa；滑閥開度100%；過濾器壓差0；節流壓力0.5 MPa；出口壓力909 MPa；油位1/3；容積比5；經濟器入口溫度-0.1 ℃；經濟器出口溫度18 ℃。

介質通過入口過濾器進入壓縮機，氣體在陰陽螺桿的作用下被壓縮，壓力增大，溫度升高。氨被壓縮后吸收潤滑油的熱來降低溫度。從壓縮機出來后，帶有潤滑油的氨氣進入油氣分離器，潤滑油被除去。從分離器排出來的油經過油泵、油冷卻器(管殼式換熱器)、油過濾器和各種管路閥門后再次進入壓縮機入口。而離開油氣分離器的氣體進入風冷系統進行冷卻，然后進入套管系統，這里不作詳細描述。

圖1 某公司溶劑脫蠟車間螺桿壓縮機組部件圖1.分離器芯 2.折流板 3.看窗 4.油氣分離器 5.壓縮氨氣進入系統 6.油氣分離器 7.潤滑油 油/氣 氨氣 8.恒溫閥 9.油冷卻器 10. 油路閥門 11.壓力表 12.自系統來的氨氣 13.油過濾器 14.單向閥 15.油注入 16.螺桿壓縮機 17.經濟器 18.自系統來的氨氣 19.入口 20.電機

2.1 油氣分離器

某公司溶劑脫蠟車間使用的油分離器如圖1所示，為立式罐結構，高溫高壓的油氣混合物進入分離器后，撞在擋板上，潤滑油順著擋板進入分離器下部，密度小的剩余油氣混合物繼續向上進入分離器頂部的分離器芯，濾芯使潤滑油留在分離器芯上，進而向下聚集，通過分離器下部的看窗可觀察潤滑油的油位高低，通過分離器的潤滑油能夠降低到0.2‰。在分離器底部安裝有回油管路，潤滑油在油泵作用下進入油冷卻器[1]。

2.2 油冷卻器

溶劑脫蠟車間使用的油冷卻器為臥式水冷管殼式換熱器，這種換熱器通過調整冷卻水量控制冷卻達到的溫度，可有效降低出口潤滑油溫度，冷卻器前面管路上安裝有控制油溫的恒溫控制閥，防止油冷卻器出來的油溫度過高，過高溫度的潤滑油將使軸承溫度和壓縮機出口溫度增高，導致系統停車，因此控制溫度顯得尤為重要。

2.3 油過濾器

溶劑脫蠟車間的螺桿壓縮機系統的油過濾器(又名籃式過濾器)安裝在管道上能除去流體中的較大固體雜質，使機器設備能正常工作和運轉，達到穩定工藝過程，保障安全生產的作用。其過濾精度為10～15 μm，且能承受油路上的工作壓力和沖擊壓力，壓力降小于0.35 MPa。壓縮機各潤滑點如圖2所示。

圖2 壓縮機各潤滑點

2.4 經濟器

經濟器在溶劑脫蠟車間螺桿壓縮機系統中起到補氣和閃蒸制冷的作用。來自冷凝器的高壓液態氨在進入經濟器后，分為兩部分，一部分通過節流來吸收另一部分的熱量，以膨脹的方式進一步冷卻去降低冷另一部分的溫度，其中一部分穩定下來的過冷液體通過電磁閥直接進套管結晶器系統制冷，而另一部分

未冷卻的氨通過經濟器與壓縮機的連通線，重新進入壓縮機繼續壓縮進入循環。它巧妙通過膨脹制冷的方式來穩定液態制冷介質，以提高系統容量和效率。

2.5 其他部件

為保證系統中介質壓力和溫度，螺桿壓縮系統中安裝有單向閥、泄壓閥、溫度控制閥和其他電磁閥，還有油泵、噴油嘴等保證潤滑油運行壓力的結構；此外還有壓縮機出口安裝溫度傳感器、壓力表、入口過濾器等結構，這些部件和前面幾種主要設備組成螺桿壓縮機系統。

3 日常維護和故障處理

3.1 日常巡檢

日常巡檢維護對于及時發現和處理故障，保證設備平穩長周期運行至關重要，檢維修的巡檢維護主要包括以下內容。

(1) 進入螺桿壓縮機泵房時要事先感覺是否有刺激性的氨氣味道，若氨氣味道大，要及時撤離泵房，防止窒息。

(2) 檢查有無管道、機械密封、閥門和接頭等處是否有泄漏(機械密封泄漏不大于5滴/min )，做好巡檢記錄，泄漏嚴重要向設備操作人員反應進行處理。

(3) 檢查壓縮機各處的溫度和振動，重點是前后軸承的振動和溫度是否超標，其中軸承振動不大于2.8 mm/s，潤滑油進口溫度不高于65 ℃，壓縮機排出口壓力不高于110 ℃。

(4) 檢查各部件有無雜音，檢查分離器油位高低和油泵等運行情況。

3.2 常見故障及處理

根據多年的設備維護經驗，總結螺桿壓縮機組運行中出現的常見情況及處理如表1所列[1]。

表1 螺桿壓縮機常見故障及處理

3.3 維護經驗探討

現代監測技術的使用使設備維護人員能夠利用計算機軟件判斷壓縮機的設備故障，增加了故障的預判斷能力。筆者根據近幾年使用VM-2004監測軟件對溶劑脫蠟車間螺桿壓縮機監測總結經驗如下。

(1) 監測部位的選擇 日常監測時要對主、副轉子前后的垂直、水平和軸向(主轉子驅動端除外)3個方向進行測量，以保證對每個故障部位全面了解。

(2) 振動數據類型的選擇 對螺桿壓縮機的監測除了正常的振動值監測外，還要對軸承速度、E3和加速度的頻譜進行監測提取。

(3) 注重其他設備運行參數 要想全面掌握設備運行狀態，需要對設備運行的其他參數做到了解，如聯軸器結構、轉子共振頻率、軸承溫度、噪音、電機振動、地基情、油溫和油壓等。

(4) 常見的故障頻譜特征 通常情況下螺桿壓縮機能夠正常運行，而頻譜中也經常出現類似于離心泵的葉輪通過頻率，它表示承載的壓力和脈動，葉輪通過頻率等于轉子嚙合次數乘以基頻[2]，24單元螺桿壓縮機轉子在一次壓縮中嚙合4次，轉子基頻49.17 Hz(轉速2 950 r/min)，則4×48.17=196.7 Hz為頻譜中的常見高幅值對應頻率。近期監測到的前端軸承速度頻譜中就出現了此種情況，如圖3所示，頻譜中出現199 Hz,除此之外，還出現保持架18 Hz的諧波頻率，預示軸承可能存在問題，應該在以后的監測和巡檢中加以重視。而葉片通過頻率或諧波頻率都與轉子或支承結構的自振頻率不重合,因此不會產生過大振動，監測中只留意其變化即可。

圖3 監測頻譜

監測中要長期堅持對比設備前后的頻譜變化特征，每次故障檢修時，打開設備內部或軸承故障部位等進行觀察，進而和判斷的故障進行對比分析，才能進一步提高判斷水平，保證設備長期平穩運行。

參考文獻：

[1] 許 軍等.機泵維修鉗工培訓教程[M].北京：中國石化出版社,2010.

[2] 王保華,袁宏義,趙 玨.設備故障的振動識別方法實例與診斷標準[M].北京：冶金工業出版社,2004.