螺桿空壓機頻繁加卸載原因探討

張喜濤

（大慶油田水務公司，黑龍江大慶 163712）

0 引言

電廠壓縮空氣系統可進行雜用和除灰，儀用空壓機大多數情況下用于系統灰塵檢測清掃、系統任務執行、系統冷卻用氣等。雜用空壓機可檢修氣動工具，清除現場灰塵。對系統中飛灰進行清掃的機械為除灰空壓機，清掃后運輸灰塵，為脫硫系統儀表提供氣體支持[1]。空氣壓縮機在長期應用時故障率較高，包括排氣壓低、排氣壓高、排氣溫度高等問題，這些故障會對控制面板產生影響，導致緊急停機或者出現明確警示情況。檢修人員發現問題后，及時根據實際情況對故障缺陷進行改善，即使設備短期存在問題但并不影響系統的正常運行，但若不能及時采取處理措施，將降低空壓機工作效率，增加電耗，使設備部件磨損，危及系統安全運行。分析空壓機頻繁加卸載原因，并采取針對性措施。

1 壓縮空氣系統

1.1 空壓機工作流程

空氣壓縮機工作內容主要包括4 個階段，卸載運行、常規、輕載及調節氣量。輕載啟動中，Y 型連接方式是電機連接的主要方式，在空壓機啟動后6 s 內，電磁閥開始啟動，空壓機開始穩定運行，油氣分離器壓力水平在0.34 MPa 以上的情況下，會啟動最小壓力閥，使空氣壓縮機向外部供氣。若系統內的壓力值保持在0.8 MPa（8.0 Bar）時，以氣閥全開為主要工作狀態，空氣壓縮機系統排出的氣量遠高于用戶端用氣量的情況下，系統內部壓力值會不斷提升，若壓力升高至0.74 MPa（7.4 Bar）后，壓力調解會發生作用，想要控制氣閥，必須發揮氣缸功能，以縮小空壓機的壓力值[2]。為維持排氣量和供氣量之間的相等性，一旦用戶需求降低，卸載壓力會達到固定值，此時氣閥自動關閉，開啟排空閥，壓縮機進入卸載狀態，待壓力值下降至一定水平，空壓機會打開氣閥并繼續加載，以此形成加卸載狀態。

1.2 組合式干燥機

應用該類型機械的過程中，采用制冷劑進行干預。制冷劑的應用，可形成物理吸附，發揮相變制冷作用，起到干燥空壓機空氣的效用。制冷原理是在低溫狀態下使水蒸氣處于飽和狀態，生成冷凝液體，并采取合適的形式將冷凝水進行分離處理，去除壓縮空氣中的水蒸氣。采用物理吸附空氣中的水蒸氣，以降低空氣中水蒸氣的殘留量，采用干燥機，可進行低露點壓縮空氣的獲取[3]。

2 空壓機頻繁加卸載原因

單臺空壓機應用中，儀器的排氣量可高達45 m3/min，在空壓機處于正常工作的狀態下，卸載壓力通過控制面板設置，此時參數值設計為0.8 MPa，壓力增加值控制為0.08 MPa，依據儀器實際應用情況，空壓機組采取2 臺空壓機一備一用形式，每臺空壓機的加載時長控制在5 min 左右，卸載時間大都維持在2 min，在60 s 內空壓機加卸載次數超過3 次，稱之為頻繁加卸載，造成這一現象的主要因素有2 個。

2.1 設備因素。

加卸載與排氣壓力息息相關，空壓機在進行自身排氣壓力控制過程中，主要目的是對加、卸載工作形式進行控制。在常規狀況下，壓力值會被控制在合理的范圍內，但若兩者之間的設定值縮小，將誘發頻繁加、卸載問題。根據控制邏輯分析空壓機工作狀態：加載時壓力值上升；卸載時壓力值下降。在加載壓力值不斷上升時，卸載壓力降低，縮短了空壓機組加卸載的時間，縮短后期，待二者的加卸載壓力比值接近的狀態下，會產生更加頻繁的動作，對設備整體的安全運行產生不利影響[4]。分析空壓機工作的流程可知，空壓機中有壓力調節器，若空壓機的排氣量遠遠高于用戶的用氣量，則空壓機系統壓力會不斷上升，上升超過一定數值后會損壞調節器隔膜，降低氣量調節功能，影響空壓機系統功能，短時間內空壓機管線壓力值會不斷下降，直至與卸載壓力持平，導致頻繁加卸載。

2.2 系統因素

若壓力調節器未出現異常運行情況，在空壓機調試未發生故障的情況下，可分析是否為空壓機后部位管路存在堵塞或者漏氣情況。若管路漏氣，在空壓機出口位置及干燥機出口部位設計止回閥，若前管路出現泄漏現象，將對儲氣罐壓力值起負面作用，但并不影響后端設備的合理應用。但是，若前端管路出現泄漏，將對空壓機的加卸載產生不利影響，影響管線的壓力水平，短時間內壓力值無法滿足要求，設備加載時的逆止閥壓力未能達到規定的加卸載壓力值，會在極短時間內反復加卸載。管路阻塞屬于系統原因之一，空壓機的儲氣罐管路部位會受到阻塞，影響壓縮空氣的正常流通，導致空壓機之間的壓力值上升。在空壓機加載過程中，短期內數值會提升，卸載后，壓力值會不斷上升，但阻塞位置的卸載壓力值與規定值存在較大差異，空壓機會重新加載。

3 處理方式

3.1 設備因素的處理方式

若空壓機頻繁加卸載，必須對壓力參數進行合理調整。設計壓力參數時，必須分析空壓機工作狀態和并聯工作狀態，空壓機卸載壓力必須低于其他設備卸載壓力值0.01～0.02 MPa（0.1～0.2 Bar），以降低加卸載過程對系統產生的不良作用，降低頻繁加卸載問題的發生。若壓力值設計合理，設備卸載前采用壓力調節器進行調節。若卸載前進氣調節閥未作出對應動作，應檢查壓力調節器隔膜是否出現問題。若上述內容并未存在故障，必須及時判斷故障情況，依靠壓力傳感器拆除和在線校準兩種形式進行，采用管路吹掃形式對壓力傳感器故障進行消減[5]。此外，可以在空壓機與干燥器之間設置緩沖罐，以保障干燥器再生用氣量充足，解決空壓機頻繁加卸載問題。緩沖罐施放過程中必須保障儲氣罐內部壓力值穩定，從干燥器的再生氣消耗量入手，合理計算緩沖罐體積，但是安裝緩沖罐會縮小檢修空間，需要購進大量的機械設備，對供氣管道進行重新布置，所需施工周期較長，所以這一方式應用較少。

3.2 系統因素的處理方式

針對加卸載頻發問題，首先要檢查系統漏點。系統漏點檢查中，需要分析手動疏水閥的打開狀態，疏水閥浮球是否存在卡澀情況，以保障空壓機疏水器處于正常工作狀態。干燥器周圍部分，分析疏水閥打開情況，確認其打開程度是否與規定標準相同。若空壓機系統阻塞，必須確認干燥機出口壓力值的合理性，壓力值超過規定值，說明管路或者設備存在阻塞情況，此時系統壓差數據大都超過0.05 MPa（0.5 Bar）。

干燥機和過濾器是空壓機組的重要裝置，根據實際工作經驗總結分析，常見故障點主要包括：①過濾器。過濾器故障高發位置主要集中于電磁閥濾網、濾芯和排污電磁閥，前濾網堵塞率較高的位置是排污電磁閥，可以靠清洗方式進行改善，也可以根據情況更換過濾器；②干燥塔靠入口控制進氣操作，若不能切換至規定部位，將影響氣體正常流動，氣動閥門是干燥塔的主要閥門，其故障多發在閥體和氣源兩部分，通過對過濾減壓閥進行檢查的方式，判定氣源是否正常情況，手動氣動閥門，觀察氣缸密封程度，要保證動作的靈活性；③若組合式干燥機的熱力膨脹閥未采取合適措施進行調試，將直接導致冷干機蒸發器進出口出現結冰堵塞情況，嚴重影響氣體正常流通。對冷凝水進行觀察，管道表面出現凝水結冰，則必須調整冷干機，以降低設備損壞的概率，減少經濟損失。環境溫度的變化極易導致該故障的出現，可通過調節熱力膨脹閥進行改善，也可以通過冷卻器減溫水解決問題。

4 結束語

分析空壓機頻發加卸載的原因，是由于空壓機與干燥機應用過程中缺少緩沖罐，管道之間的容積量不足，無法保障干燥機正常再生用氣，形成管道阻塞。可以根據企業空氣壓縮機系統的布置方式，采取有針對性的措施解決問題，確保機組安全運行。