影響無油螺桿空壓機運行穩定性的因素與解決方法探析

摘要：本文以保定卷煙廠動力中心阿特拉斯無油螺桿空壓機為例，通過監測中冷器壓力、1級主機排氣壓力、油溫增長等無油空壓機運行過程中的監控參數變化，探尋影響空壓機穩定性的因素，并通過改進開臺模式和保養方法、改善循環水壓力等措施，減少影響因素作用，提高無油空壓機運行穩定性。

關鍵詞：無油空壓機；中冷壓力；排氣溫度；運行模式；加載；卸載

中圖分類號：TB302.4 文獻標識碼：A 文章編號：1671-864X（2014）09-0149-01

一、問題提出

無油螺桿空壓機作為目前工業領域應用最多的空壓設備，其優點一是兩級壓縮主機轉子線型精確度極高，壓縮機內部裝有高質量軸承和精密齒輪，來保證轉子的同軸度，使轉子配合精確，從而保持長久高效可靠地運行；二是主機采用了精密齒輪，而且在驅動齒輪軸的輸入端還裝有改良的帶唇邊的密封件，以防止油滲漏到機組中去。缺點是轉子涂層運行一段時間后會脫落，轉子暴露在空氣中，承受空氣中雜質和溫度變化的影響影響壓縮機穩定運行。保定卷煙廠動力中心阿特拉斯無油螺桿空壓機經過過3年的運行，空壓機部分運行參數與初運行時相比，有較大的變化。下面是2012年空壓機中冷器壓力1級主機排氣溫度運行趨勢圖：

通過以上數據情況，可以看出：1.1級主機排氣溫度增高，達到了190多度，與夏季時接近；2.中冷壓力超出1.9-2.7bar的正常范圍。以此趨勢夏季上述將達到極限值，對設備穩定造成嚴重影響。

二、影響因素

（一）空壓機使用年限的影響。

無油兩級空壓機一級主機和二級主機轉子及殼體的內部都有聚四佛乙烯材料涂層起到防止腐蝕和減少陰陽轉子嚙合間隙的作用。空壓機在運行過程中，如果中冷器冷卻效果下降，進入二級主機的壓縮空氣含有部分凝結水，對涂層有劃傷影響；在空壓機加載運行中，主機內部溫度能達到近200度，頻繁加卸載造成主機內部溫度變化較大，加速圖層脫落。長期運行就導致兩級主機壓縮比增加，排氣溫度、中冷器壓力等運行參數增幅加大。

（二）空壓機運行模式的影響。

動力中心有4臺空壓機，為適應生產開臺模式為兩開兩備，定期輪換。由于無油螺桿空壓機主機在壓縮過程中會產生大量的壓縮熱，只能靠殼體散發，劇烈溫度變化以及長時間停用，就會導致殼體和轉子生銹，引起兩轉子黏結，降低空壓機轉子的使用壽命。這種現象在夏季潮濕氣候條件下尤為突出。為降低這一因素影響操作工每天對備用空壓機盤車進行檢查保養。

（三）循環水溫度、壓力、水質的影響。

動力中心無油空壓機出口采用水冷方式。循環水的壓力、溫度及水質有一定的要求。壓力通常要保持在0.3-0.45MPa之間，以水流量和流速。過低的水流會引起熱壁效應，加速水垢附著，也會使循環水中部分泥沙會聚集在中冷器、后冷器及主機循環水腔體的地點處，影響換熱效果。

由于空壓循環水系統為開放式系統，循環水直接與空氣接觸，水系統結垢、氧腐蝕、有害離子腐蝕和微生物腐蝕以及藻類滋生都引起水質指標下降，對空壓機的安全運行帶來隱患。

三、改進措施

（一）改變開臺模式和停機保養方法。

1.針對現采取的空壓機每周交替倒車的運行模式， 2臺40立方空壓機隔天運行、兩臺20立方空壓機根據壓力變化調配使用的運行模式以消除轉子粘連隱患。

2.依據卸載情況進氣口吸入少量空氣，而主機腔內壓力高于100度，在空載運行下能最大限度的排除主機腔內的水分的原理。每次空壓機停機時，空載運行10-15分鐘用來排出水分，消除空壓機內水分積聚隱患。

（二）改善循環水壓力及水質。

1.根據循環水壓要求計算循環水泵到空壓機進口間管道阻力及克服水自重，選擇相應揚程及流量的循環水泵。

2.調整軟化水鈉離子交換設備控制程序。我們使用的軟化設備為鈉離子交換器，采用雙罐結構，兩罐交替除去壓縮空氣中的水分。再生罐包括松床、再生、置換、清洗四個工位，A罐再生的時間等于B罐產水時間，按照要求松床用時95分鐘，再生用時30分鐘，置換用時30分鐘，清洗用時15分鐘，其中松床95分鐘包括A罐15分鐘的松床時間和80分鐘的少量產水時間。經過進一步對各工位設定時間的分析和在產水末期硬度不符合要求的情況，我們確定調整松床工位中80分鐘的產水時間。為了解鈉離子交換器失效時間，在產水完成的前20分鐘內，每5分鐘取樣，檢測處理后的水的硬度，共跟蹤了3個循環周期， 通過對鈉離子交換器產水罐產水水質情況的跟蹤，發現在3個循環過程中，有2個過程在產水時間剩余10分鐘時，產水水質已不符合要求。 按照前期確定的調整工位，把松床95分鐘調整到80分鐘，按照調整后的各工位時間運行后測試發現還存在水質不達標的問題，再次調整松床時間到75分鐘，經測試水質達到技術要求。

（三）循環水系統維護保養。

采取定期對循環水箱中水的渾濁近況進行巡查，合理進行排污等措施對水中沉積物進行及時清除，確保保養到位。

四、效果

各項措施實施完成后，對空壓機1級排氣溫度和中冷器壓力運行數據進行統計分析，均下降。經過2個月的運行觀察，空壓機各運行參數較穩定，保障了空壓機的穩定運行。

總之，節能減排工作任重而道遠，煙草行業十二五規劃中再次強調，加強能源管理，提高能源利用效率，嚴控能源消耗總量，全面建設資源節約型、環境友好型煙草企業。隨著新技術新工藝的不斷出現，節能途徑將更加多樣化，對燃氣鍋爐系統進行因地制宜的節能改造，既是對節能減排工作的深入推進。

參考文獻：

[1]《阿特拉斯空壓機操作維護說明書》

[2]《壓縮空氣干燥方法及吸附式干燥機原理》

作者簡介：

韓艷琴（1971-），女，河北白沙煙草有限責任公司保定卷煙廠工程師，長期從事動力設備管理工作。