WP型空壓機排氣壓力異常分析

曹新玉++黃良云++李小波

摘 要：空壓機主要用于提供高壓空氣，用于設備啟停、控制等，是船上必不可少的重要設備，空壓機使用頻繁，排氣壓力故障最為常見。該文主要介紹了WP型空壓機工作原理、基本結構等，重點對空壓機一、二級排氣壓力異常的原因進行了分析，并結合作者實際經驗，探討了相關解決措施，為空壓機類似故障快速定位和解決提供了依據，同時也對動力管理人員正確維護管理設備具有一定借鑒意義。

關鍵詞：空壓機 排氣壓力 原因分析 對策探討 組合閥

中圖分類號：TH45 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（b）-0052-02

空氣壓縮機（簡稱空壓機）主要用于船舶主、輔機的啟動和控制，同時也為其它需要壓縮空氣的輔助機械設備（如壓力水柜、氣笛等）供氣，它是船舶重要的附屬設備之一。某輪共有4臺空壓機，其中2臺主空壓機、2臺輔空壓機，型號為南京壓縮機廠WP系列。空壓機為單作用兩級壓縮，采用級差式活塞。由于空壓機長期運行、頻繁起動、持續工作，工作環境較為惡劣，經常會出現排氣壓力異常的典型故障，若不能準確定位，及時排除分析故障，勢必對船舶用氣造成嚴重影響。因此，有必要對空壓機排氣壓力異常原因進行分析，查找問題根源和解決故障，保證空壓機的正常可靠運行。

1 空壓機工作原理

單作用兩級空氣壓縮，由電動機經彈性聯軸器直接帶動。當曲軸轉動時，級差式活塞由裝在曲軸上的連桿帶動在氣缸中作往復直線運動，將空氣從大氣壓力壓縮至最高排氣壓力3.0 MPa。

由濕式消音過濾器濾過的空氣，經一級組合閥的吸入部分，被吸入一級氣缸，當被壓縮到一定的壓力，由一級組合閥的排出部分排出，進入由水冷卻的氣缸蓋，再經帶有螺旋片的冷卻管冷卻，流進曲軸箱上的緩沖容積內。冷卻后產生的冷凝液集積在同時也作窺視窗蓋的分離器中，空氣則通過氣道口經二級組合閥，被壓縮到排氣壓力，由二級組合閥的排出部分排出，經鑄在氣缸內的氣道進入懸掛著的二級冷卻器內冷卻。空氣被冷卻到高于冷卻水進水溫度約10 ℃～15 ℃，然后由安裝在機座上的二級分離在進行氣液分離，凈化后的壓縮空氣被送至氣瓶（如圖1示）。

2 WP型空壓機排氣異常原因分析與對策探討

WP型空壓機分為兩級壓縮，一級排氣壓力正常范圍為0.55～0.68 MPa，二級最大排氣壓力為3 MPa。空壓機排氣異常主要有三種表現形式：一是一級排氣壓力偏高；二是一級排氣壓力偏低；三是二級排氣壓力偏低。二級排氣壓力和空氣瓶均裝有安全閥，一般不會出現二級排氣壓力偏高的現象，其中以一級排氣壓力異常較為常見。

2.1 一級排氣壓力偏高

2.1.1 原因分析

一級排氣壓力的正常范圍為0.55～0.68 MPa，當一級排氣壓力高于0.68 MPa，就可視為空壓機排氣壓力偏高。空壓機在二級組合閥壓蓋上裝有一級安全閥，其開啟壓力為額定壓力的105%，即0.8 MPa，一般一級排出壓力過高，伴隨有一級安全閥開啟的現象，此時應停車查明原因。造成一級排氣壓力偏高的原因通常有：

（1）二級吸氣閥泄漏，使一部分二級壓縮空氣倒流至一級氣缸，出現一級排氣壓力不正常的現象。此時應檢查二級氣閥。

（2）將一級與二級壓力腔相互隔開的O形圈損壞，壓縮空氣由二級氣缸回流到一級氣缸，應更換O形圈。此道密封圈在二級組合閥里面。

（3）二級氣閥的密封圈損傷，使壓縮空氣從二級串回一級，更換密封圈。此道密封圈為鋁制密封圈，在二級組合閥外部。

（4）二級排氣閥安裝不良，閥片或彈簧損壞，閥片與閥座密封不良，壓縮空氣倒流入二級氣缸使二級吸入量降低，檢查二級排氣閥。

（5）壓力表損壞。

2.1.2 對策探討

空壓機一級排氣壓力偏高，首先校驗壓力表是否損壞，若無損壞，拆檢二級組合閥壓蓋，檢查二級組合閥和內外密封圈是否損壞。視情更換檢修閥件和密封圈，注意裝復時，須確保密封面和組合閥清潔干凈，一般拆檢組合閥密封圈需換新。

2.2 一級排氣壓力偏低

2.2.1 原因分析

當一級排氣壓力明顯低于正常值時，可視為一級排氣壓力偏低，造成一級排出壓力過低，功率大幅度下降的原因主要有以下幾點：

（1）一級吸氣閥泄漏，被吸入的空氣在壓縮時一部分又被壓回到大氣中，檢查一級組合閥。

（2）一級排氣閥泄漏，在壓縮過程中被排出的空氣，一部分在被吸進過程中重新返回氣缸，降低吸氣量，應檢查一級排氣閥。

（3）一級活塞環損壞，嚴重漏氣，降低了吸氣量，應更換活塞環。

（4）氣道和空氣管路上漏氣，應檢查更換。

（5）空氣過濾器堵過時，吸氣阻力太大，應清洗。

（6）壓力表損壞。

（7）一級泄放電磁閥閥積碳過多或者電磁閥損壞，造成一級壓縮空氣泄漏。

2.2.2 對策探討

按照故障排除由易到難、先簡單后復雜、先外圍后內部的原則，首先，檢查校對儀表是否準確。其次，檢查空氣管路和空壓機外圍是否存在漏氣的現象；拆檢空氣過濾器是否臟堵，對于主空壓機由于包含相同的兩缸，若兩者一級排氣壓力均低則空氣濾器以及進氣管路漏氣的概率較大；檢查電磁閥是否正常動作，內部是否積碳過多臟堵，清潔積碳。若以上故障原因均排除，拆檢氣缸，取出一級組合閥，檢查組合閥和密封圈是否損壞，對損壞件進行更換。若故障仍存在，吊出活塞檢查一級活塞環有無損壞。

2.3 二級排氣壓力偏低，功率大幅度下降

2.3.1 原因分析

二級排氣壓力是隨氣瓶壓力變化而變化，額定排氣壓力為3MPa，若二級壓力明顯偏低，功率大幅度下降原因可能是：

（1）二級組合閥吸氣閥泄漏，造成二級排氣壓力回流至一級氣缸，同時一級排氣壓力偏高。

（2）二級組合閥排氣閥泄漏，造成二級排氣壓力回流至二級氣缸，效率降低。

（3）二級組合閥密封圈損壞，排氣壓力泄漏。

（4）二級泄放電磁閥關不嚴，漏氣。

2.3.2 對策探討

當出現二級排氣壓力偏低，功率大幅度下降，一般伴隨有一級排氣壓力偏高的現象，此時應檢查二級泄放電磁閥是否工作正常，清潔內部積碳，拆檢二級組合閥更換損壞件。

3 管理維護要點

3.1 運行管理

（1）經常檢查曲軸箱油質、油位。油色應清透，沒有污染和沉淀物，油位要始終保持在油尺兩刻度之間，一級氣缸注油泵滴油量應調至為4～6滴/min。

（2）經常傾聽空壓機運轉聲音，特別是啟停過程中的各種氣流聲音，定期檢查油水分離器及電磁泄放閥的工作有效性。

（3）空壓機正常工作時，二級壓力隨著空氣瓶的壓力升高而升高，如壓力不變或過高，應查明原因并加以排除。

（4）空壓機正常工作時，要特別注意觀察兩缸一級壓力是否一致，當氣瓶壓力為3 MPa時，一級排氣壓力不得超過0.68 MPa。

3.2 檢修要點

（1）檢修閥片應無劃痕損傷，閥片彈簧要有良好的彈性，使其保持嚴密。必要時可用滲漏法進行檢漏。

（2）活塞環搭口要錯開，最后一道刮油環不能裝錯。

（3）每次拆檢，需更換“O”型密封圈，使其具有良好的密封效果，避免竄氣。

（4）一、二級組合閥的鋁墊有無明顯壓跡，如有應及時換新；二級組合閥壓套端口有無明顯凹痕，如有應在平臺上研平；每次檢修，二級組合閥的紫銅墊，應進行回火軟化處理。

4 結語

空壓機在船舶動力系統中與許多設備都息息相關，只要根據空壓機的工作特性，合理地使用與管理，提高其工作效率，就能夠更好的發揮空壓機的重要作用，為船舶提供強有力的氣源保障。空壓機作為船舶重要輔助設備，管理人員要熟練掌握設備性能結構工作原理，出現類似故障要全面分析，由易到難，逐一排查，準確定位，保障船舶主輔機用氣可靠、工作正常。同時平時應加強對空壓機日常維護管理，在設備檢修中應嚴格工藝要求，避免安裝不到位返工。

參考文獻

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