螺桿式空氣壓縮機運行常見故障分析及處理策略

張 雷

（大慶油田化工有限公司東昊分公司表活劑廠，黑龍江大慶 163712）

螺旋式空氣壓縮機屬于高速回轉(zhuǎn)容積式的壓縮機，在縮小工作容積的同時壓縮氣體，僅具備兩高速回轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子運動部件，兼具回轉(zhuǎn)式壓縮機與往復(fù)式壓縮機優(yōu)勢，運轉(zhuǎn)相對平穩(wěn)且質(zhì)量輕、運行效率相對較高，因而被廣泛應(yīng)用于壓縮機行業(yè)中。而螺旋式空氣壓縮機在實際應(yīng)用期間，若維護(hù)措施不合理抑或是操作有誤，很容易引發(fā)一系列設(shè)備故障，影響使用壽命，不利于機組運行的正常性。同時，螺旋式空氣壓縮機機組長時間處于高速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以發(fā)生老化與故障的概率更高。由此可見，深入研究并分析螺旋式空氣壓縮機運行常見故障與處理策略十分有必要。

1 螺旋式空氣壓縮機工作原理

在螺旋式空氣壓縮機實際運作的過程中，會涉及吸氣、密封、輸送、壓縮與排氣的過程[1]。其中，空氣壓縮機借助進(jìn)氣過濾器對周圍空氣進(jìn)行有效吸入，使其能夠進(jìn)入到主機內(nèi)部，而陰陽轉(zhuǎn)子則在嚙合運動的過程中，使得主機內(nèi)部容積得以改變，而腔內(nèi)在持續(xù)噴油，對螺桿進(jìn)行潤滑處理并有效冷卻，進(jìn)而在受熱以后形成油氣混合物。待其升溫升壓以后，就會經(jīng)過排氣單向閥進(jìn)入油氣分離器，而主機的腔內(nèi)油則會經(jīng)油氣分離器的作用和壓縮空氣分離，并在冷卻處理后返回至主機，以實現(xiàn)循環(huán)利用的目標(biāo)[2]。在油氣分離器內(nèi)部空氣下降至最低壓力的情況下會開啟最小壓力閥，而在高溫壓縮空氣進(jìn)入以后，冷卻器啟動進(jìn)行冷卻處理，最終即可獲得壓縮空氣。

2 螺桿式空氣壓縮機運行常見故障與處理策略

2.1 主機的排氣溫度偏高

如果機房溫度處于容許范圍且油位正常，應(yīng)對設(shè)備測溫元件故障進(jìn)行排除，一般可使用另一測溫儀器加以校對。若確定測溫元件沒有問題，即可對油冷卻器的進(jìn)出口溫度差進(jìn)行檢查，一般數(shù)值應(yīng)控制在5～8℃。若溫度差超出此溫度范圍，即可代表機油的流量不充足，油路出現(xiàn)堵塞，抑或是溫控閥尚未全部開啟，因而要對機油濾清器展開相關(guān)性檢查[3]。部分空氣壓縮機的機型，需要將有機油流量調(diào)節(jié)到最大狀態(tài)，對溫控閥的狀態(tài)進(jìn)行檢查，將閥芯取下后，將溫控閥的一端封閉處理，迫使機油經(jīng)冷卻器。若采取以上措施仍未解決主機排氣溫度偏高的故障，即可對油路被異物堵塞的可能性加以考慮。

若溫度差未超出容許范圍，即證實為散熱不良。為此，要檢查水冷機，了解其進(jìn)水量是否充足，或者是進(jìn)水的水溫是否偏高，冷卻器是否結(jié)有水垢。同時，要對風(fēng)冷進(jìn)行檢查，了解風(fēng)量是否充足、散熱風(fēng)扇異常與否、散熱器是否干凈、風(fēng)扇是否存在故障等。若溫度差仍處于容許范圍，而設(shè)備溫度始終偏高，即證明其機頭發(fā)熱量已經(jīng)超出容許范圍，需要對超壓運行狀態(tài)加以檢查，或者是檢查油質(zhì)的老化情況、端面是否有摩擦或者是機頭是否存在軸承問題等[4]。如果空氣壓縮機存有斷油閥，同樣要對其故障情況進(jìn)行檢查。若斷油閥有故障發(fā)生，通常會在開機時跳閘，且溫度顯著提高。

2.2 運行溫度高、噴油量不足、油路堵塞

2.2.1 原因分析

螺桿式空氣壓縮機選擇了冷卻潤滑油封閉循環(huán)的運行模式，若運行期間的溫度偏高（75～88℃），很容易引起油品積炭、酸化或者是積垢等變質(zhì)問題。在積炭的影響下，油路元件會被嚴(yán)重?fù)p壞，進(jìn)而出現(xiàn)油路堵塞的故障，降低換熱效果。

2.2.2 處理策略

一般可對油路系統(tǒng)進(jìn)行必要的保養(yǎng)，對潤滑油、油分元件、油濾以及空濾等加以更換。特別是水冷機型，要選擇水垢清洗劑對其水路系統(tǒng)加以浸泡[5]。在清洗油路的過程中，需使用積炭清洗劑。各機器內(nèi)會存儲45.46m3的壓縮機油，將4.546m3的濃縮液加入其中，在壓縮機潤滑油排出量充足的情況下即可向儲存箱內(nèi)加入。隨后，壓縮機需要連續(xù)運行40～60h，為避免懸浮污染物出現(xiàn)再次沉積的情況，在油溫較高的時候就要將壓縮機內(nèi)部潤滑油全部排出。經(jīng)處理后，螺桿式空氣壓縮機的運行溫度顯著下降，且能夠在高溫條件下運行。

2.3 出氣口跑油

（1）如果是油位偏高，即機油注入量超標(biāo)，此時應(yīng)將壓力卸除以后排油，并達(dá)到正常位置即可。

（2）回油管被堵死，應(yīng)立即進(jìn)行檢查并加以更換。

（3）安裝回油管質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，即回頭管和油分離芯底距離不達(dá)標(biāo)，此時應(yīng)及時加以調(diào)整。

（4）油變質(zhì)抑或是超出使用期限，應(yīng)立即更換。

2.4 陰陽轉(zhuǎn)子和缸體抱死并燒損

在解體檢查螺桿式空氣壓縮機的主機時，發(fā)現(xiàn)與排氣端接近的主機，因潤滑度不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致陰陽轉(zhuǎn)子的表面和缸體發(fā)生接觸，經(jīng)摩擦后溫度升高，最終燒損抱死。若供油不暢通，則要對排氣逆止閥進(jìn)行檢查，一般會因彈簧震斷的因素而導(dǎo)致反氣并且頂住進(jìn)油口[6]。對此故障，要對燒損的部位進(jìn)行打磨處理，對主機的軸承以及出氣逆止閥加以更換。另一主機的轉(zhuǎn)動相對靈活且潤滑狀態(tài)理想，同樣可對軸承加以更換。在處理過程中，應(yīng)對減荷閥上方的電磁閥安裝部位加以改變，以免主機發(fā)生震動而導(dǎo)致電磁閥功能喪失。通過增加冷卻器的容量（+30%），可使主機運行的實際溫度下降。通過對電腦控制板的改變，選擇良好性能的單片機，并且要將通用的PLC 控制器及時淘汰。

2.5 壓縮機不加載

引發(fā)以上故障的主要原因體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）氣管路壓力高于額定負(fù)荷的壓力，且壓力調(diào)節(jié)器斷開。（2）分離器和卸荷閥之間的控制管路發(fā)生泄漏，對管路與連接部位應(yīng)進(jìn)行檢查，如果有泄漏應(yīng)立即采取修補措施。

（3）最小壓力閥功能喪失，加載狀態(tài)下不發(fā)生動作，導(dǎo)致溫度較高的壓縮空氣難以進(jìn)入到冷卻器內(nèi)部。

針對以上故障，如果氣源壓力比額定壓力高，可不采取處理措施。若氣管路壓力比壓力調(diào)節(jié)器加載壓力低，則壓縮機會自動化完成加載。如果是最小壓力閥失效，需將其拆下并進(jìn)行系統(tǒng)檢查，如果有必要應(yīng)加以更換。若分離器和卸載閥之間的控制管理發(fā)生泄漏故障，則需要對管路與連接部位進(jìn)行系統(tǒng)檢查，確定泄漏后要立即采取修補措施[7]。

2.6 機油劣化

大部分空氣壓縮機機房在電除塵與煙氣脫硫裝置下方位置設(shè)置，運行環(huán)境條件不理想，使得空氣的含塵量過大。同時，在運行狀態(tài)下，空氣壓縮機的機油劣化問題頻繁發(fā)生，且過濾器容易被堵塞，導(dǎo)致?lián)Q油周期明顯縮短，直接增加了維護(hù)成本的支出。

在處理方面，應(yīng)重點對機房周邊環(huán)境條件加以改善，確保空氣的干凈與清潔。同時，潤滑油的選擇要合理，并且構(gòu)建健全的空氣壓縮機潤滑油采購以及檢驗等管理體系。另外，應(yīng)保證供油量適中，如果潤滑油量過多，很容易產(chǎn)生積炭的現(xiàn)象。但供油量同樣不能過少，以免影響轉(zhuǎn)子與缸體的潤滑效果，進(jìn)而出現(xiàn)燒缸的故障。在維修護(hù)理方面，應(yīng)注重檢查與清掃的作用，如果使用全合成油，需在空氣壓縮機運行6000-800h完成更換工作。

2.7 排氣壓力不高

在對此故障進(jìn)行診斷的過程中，應(yīng)首先對分離前與分離后的手動閥和壓力表漏氣情況進(jìn)行檢查。若確定漏氣，應(yīng)對手動閥加以更換，抑或是將泄漏故障及時排除。對加卸載電磁閥的漏氣情況進(jìn)行檢查，若確定為漏氣，需及時將故障排除。如果有必要，還應(yīng)當(dāng)對加卸載電磁閥加以更換。另外，對進(jìn)氣閥是否全部開啟加以檢查，若開啟需對電磁閥與進(jìn)氣閥機構(gòu)進(jìn)行檢查。如果電磁閥有漏氣現(xiàn)象，需確定具體原因后及時更換。對壓力開關(guān)上下限的狀態(tài)進(jìn)行檢查，若出現(xiàn)異常，應(yīng)對壓力開關(guān)及時調(diào)整，如果有必要立即加以更換。

2.8 耗油量偏高

對疏水閥排放冷凝水的含油量進(jìn)行檢查，如果含油量偏高，需對機組內(nèi)部的泄漏點進(jìn)行檢查，及時進(jìn)行排除處理。同時，對壓縮機油位的高度實施檢查，若油位偏高，應(yīng)使其油位下降。另外，對最小壓力閥的開啟壓力進(jìn)行檢查，是否處于550～650kPa 之間。若壓力不在最佳范圍內(nèi)，需對故障進(jìn)行排除。若壓力正常卻運行異常，則要對閥門加以更換。并對回油管的堵塞情況進(jìn)行檢查，若存在堵塞問題，應(yīng)對回油管加以清洗或者是更換。對油氣分離器內(nèi)芯進(jìn)行檢查的時候，如果發(fā)生破損問題，或者是超出使用周期，則要對油分離器進(jìn)行更換。

2.9 機組電流偏大

若螺桿式空氣壓縮機在實際運行狀態(tài)下，電壓過低抑或是接線部位出現(xiàn)松動，均容易使機組壓力高于額定數(shù)值，進(jìn)而導(dǎo)致運行的壓力過大，增加運行故障發(fā)生概率。另外，因油層過度堆積而堵塞油氣分離器芯，會對壓縮氣體循環(huán)利用的效果產(chǎn)生不利影響，致使排氣的溫度偏高，進(jìn)而自動停止運行。對此故障進(jìn)行排查的過程中，要加大清洗油氣分離器芯的力度。如果運行的壓力差值超過0.1MPa，抑或是超過開機初始數(shù)值三倍，則要對油氣分離器芯予以及時更換。

2.10 壓縮機加卸載過于頻繁

引發(fā)以上故障的原因集中體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）后處理部分過濾器出現(xiàn)堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致主機頻繁加載、卸載，因而要對過濾器濾芯進(jìn)行必要檢查，如果過期抑或是阻塞，應(yīng)及時加以更換。

（2）電腦的控制程序設(shè)置缺乏合理性，一般應(yīng)保證加卸載的壓力帶壓差超過0.1MPa。

（3）氣路內(nèi)部閥門出現(xiàn)堵塞同樣會增加卸載發(fā)生頻率。

（4）機組內(nèi)部的氣冷卻器或后置冷卻器的氣路受阻不暢通，使得氣量明顯降低，因而要對冷卻器進(jìn)行必要清理抑或是更換。

（5）系統(tǒng)所配置儲氣罐不合理，應(yīng)保證其容積式產(chǎn)氣量

20%。

3 結(jié)束語

綜上所述，螺桿式空氣壓縮機的性能優(yōu)越，且管理費用不高，因而被廣泛應(yīng)用于實際生產(chǎn)活動中，而日常運行故障與處理策略也備受關(guān)注。對于螺桿式空氣壓縮機而言，其油氣分離系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及回流系統(tǒng)的作用十分重要，只有確保其處于正常運行狀態(tài)，才能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機的正常運行。