螺桿式空氣壓縮機工作原理與常見故障的排除

馬茂林

摘要：本文主要從螺桿式空氣壓縮機工作原理出發(fā)，對螺桿式空氣壓縮機常見故障的排除進行了系統(tǒng)的分析和論述。

關(guān)鍵詞：螺桿式空氣壓縮機；溫控閥；潤滑油；堵塞；油氣分離器

1.螺桿式空氣壓縮機的特點及原理

1.1螺桿式空氣壓縮機的主要特點

從使用壽命來看，由于螺桿式空氣壓縮機零件相較少，沒有比較容易受損害的部件，它的運轉(zhuǎn)性能和大修間隔相對較長，工作性能相對可靠。在使用過程中，操作人員不需經(jīng)過專門的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)就可以實現(xiàn)無人運轉(zhuǎn)，維護起來比較簡單。在螺桿式空氣壓縮機高速運轉(zhuǎn)的過程中可以實現(xiàn)無基礎(chǔ)運轉(zhuǎn)這對壓縮機設(shè)備的環(huán)境要求較低，主要是壓縮機自身的動平衡性較好，不受環(huán)境和條件的限制，其自身的適應(yīng)力也較為突出，螺桿式空氣壓縮機具有強制輸氣的特點，氣體排放不受大氣壓的限制，可以自由排放，在生產(chǎn)中有較大的應(yīng)用空間。螺桿空氣壓縮機的轉(zhuǎn)子齒面實際上留有間隙，因而能耐液體沖擊，可壓送含液氣體，含粉塵氣體，易聚合氣體等。

1.2螺桿式空氣壓縮機的原理

螺桿式空壓機為動力用、單級、噴油、水冷、電動機驅(qū)動的低噪音固定式螺桿壓縮機。機組主要有主機、電動機、油氣分離器、油冷卻器、后冷卻器和機組底座等零部件組成，并被封閉在隔音罩內(nèi)。隔音罩一側(cè)設(shè)有電氣控制柜，整個機組結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、操作方便。

在壓縮機的機體內(nèi)有一對經(jīng)精密加工的相互嚙合的轉(zhuǎn)子，其中陽轉(zhuǎn)子有4個齒，陰轉(zhuǎn)子有6個齒。電機通過彈性聯(lián)軸器帶動陽轉(zhuǎn)子，再由陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)。隨著齒間容積的不斷縮小，從空氣過濾器中被吸入的空氣被壓縮而升高壓力，當齒間容積與壓縮機的排氣口相通時，壓縮空氣便從排氣口排出，進人油氣分離器進行油氣分離。經(jīng)油氣分離的氣體依次通過最小壓力閥、后冷卻器和疏水閥而排出機外，供客戶使用。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，在壓差作用下，經(jīng)冷卻后再回到主機工作腔而循環(huán)使用。

2.有油螺桿式空氣壓縮機的故障分析與排除

2.1螺桿式空氣壓縮機工作狀態(tài)

（1）溫控閥故障

溫控閥的作用是控制螺桿式空氣壓縮機潤滑油溫度。當油溫低于設(shè)定的臨界值時，潤滑油將不經(jīng)過油冷卻器回流噴入主機，當油溫逐漸升高，直到超過設(shè)定的臨界值時，則溫控閥打開使?jié)櫥徒?jīng)過油冷卻器冷卻， 然后再循環(huán)到主機里。

（2）冷卻水溫過高、冷卻水流不足、冷卻器芯子堵塞

為使冷卻器長期保持良好的換熱效果，延長冷卻器的使用壽命，必須使用潔凈的冷卻水。具體要求如下：冷卻水應(yīng)接近中性，即氫離子濃度pH值應(yīng)在6.5--9.5之間。有機物質(zhì)和懸浮機械雜質(zhì)應(yīng)小于25 mg/L。暫時硬度≦100（硬度10相當于1升水中含有10 mg CaO或7.19 mg MgO ）。冷卻水的溫度應(yīng)≦30℃；若高于32 ℃，氣冷和油冷應(yīng)各自設(shè)置進出水管，不能串聯(lián)；進水壓力應(yīng)大于或等于0.2MPa，小于0.5MPa。根據(jù)運行情況及時清洗管子和殼程、清潔冷卻器芯子翅片，必要時降低水溫、增加冷卻水流量。

（3）潤滑油量不足

潤滑油量的不足將直接導(dǎo)致主機里缺油而散熱性能明顯下降，從而導(dǎo)致溫度的上升；

首先檢查油過濾器、油氣分離器是否堵塞。油氣分離器為多層玻璃纖維制成，過濾精度可達0.1wm，作用是將壓縮空氣中的油霧過濾下來，防止?jié)櫥土魇А－h(huán)境較差，粉塵較多時，應(yīng)適當縮短更換周期。

2.2管線壓力高于卸載壓力設(shè)定值的原因及消除方法

（1）空氣過濾器芯堵塞

造成空氣壓縮機進氣量不足，從而直接導(dǎo)致排氣量不足。可以通過檢測排氣壓力和空氣過濾器前后的壓力差來判斷此故障。然后必須要對過濾器濾芯進行清潔或更換。

（2）卸載器件不能正常工作

當卸載運行或停機時，放空閥即打開，釋放油氣桶內(nèi)的壓力，使壓縮機低負荷運轉(zhuǎn)，或保證在無負載的情況下重新起動。放空閥、進氣調(diào)節(jié)閥故障將造成排氣壓力過高無法卸載，必須要保證其工作正常。

（3）高壓停機開關(guān)扭壞或失調(diào)

高壓停機開關(guān)故障要進行調(diào)整或更換。

2.3供氣壓力低于額定排氣壓力的原因及消除方法

（1）油氣分離器堵塞

可以通過對比油氣分離前壓力和油氣分離后壓力大小來判斷，如果兩者相差太大了，則油氣分離器出現(xiàn)堵塞。

（2）最小壓力閥打開后關(guān)不上

可以通過檢測螺桿式空氣壓縮機的內(nèi)部壓力來判斷，如果內(nèi)部壓力低于最小壓力閥壓力，說明最小壓力閥開啟后無法關(guān)閉，它可以直接導(dǎo)致機器重新加載時由于油路無法正常循環(huán)導(dǎo)致主機缺油而使溫度上升。

（3）進氣閥故障

其直接導(dǎo)致了進氣量的減少，排氣量當然也就相應(yīng)地減少了。可以通過檢測進氣閥的前后壓力差和排氣壓力大小來進行判斷。

進氣閥的功能是控制進氣量。機組滿負荷運行時，進氣閥處于全開狀態(tài)。當用戶所需用氣量減小時，由氣量調(diào)節(jié)裝置向進氣閥輸人壓縮空氣，使進氣閥開度減小，從而減少壓縮機的進氣量，進氣閥故障將影響機組所帶負荷的多少。

3.無油螺桿式空氣壓縮機的故障分析與排除

3.1故障分析

某廠兩臺機組由于頻繁地出現(xiàn)中間壓力或中間溫度過高現(xiàn)象，只能頻繁自動停機切換運行，使整個空分系統(tǒng)降低各項參數(shù)指標勉強維持運轉(zhuǎn)。根據(jù)故障現(xiàn)象，初步判斷為空壓機組二級機頭（主機）發(fā)生了故障，于是決定拆卸空壓機二級機頭，對故障進一步分析、定位。兩臺空壓機組二級機頭的特氟龍涂層脫落造成陰陽螺桿配合間隙損壞，是導(dǎo)致機組運行時中間壓力和中間溫度升高、排氣量衰減的主要原因。

3.2故障處理

（1）對空壓機組中間冷卻器及溝通一、二級主機間的管路按保養(yǎng)要求進行清洗保養(yǎng)。

（2）對空壓機組液位電動排污閥進行更換和改造，改為電子定時排污和液位電動排污聯(lián)排的新方式，提高了排污可靠性。

（3）空壓機組停機時，關(guān)閉冷卻水進、回水閥后，打開疏水放空閥排出殘余的冷卻水。此措施的目的是防止在停機時因冷卻器內(nèi)部的殘留水進入主機，進而造成主機損壞。

（4）空壓機組停機時打開氮氣保護裝置閥門，使機組主機內(nèi)部始終充滿氮氣，對主機進行保護。

參考文獻：

[1]王曉峰.螺桿式空氣壓縮機的應(yīng)用及超溫故障原因分析[J.發(fā)展. 2011（02）

[2]石春珉，范榮華.螺桿式空氣壓縮機試驗方法的探討[J].鐵道技術(shù)監(jiān)督. 2010（04）.