淺析噴油螺桿空氣壓縮機油泡沫成因及消除

黃永強(中國石油天然氣第六建設公司，廣西 桂林 541004)

噴油螺桿空氣壓縮機在實際的拆卸過程中會發現產生故障的壓縮機油分離元件均被潤滑油嚴重浸透而失去分油能力，且在元件上還被褐色的油沉淀物所覆蓋，同時在對有問題的壓縮機的回油裝置進行拆檢并沒有發現故障。因此可以確定這些故障是由壓縮機在運轉過程中產生的油泡沫造成的。

1 噴油螺桿空氣壓縮機的工作原理

噴油螺桿壓縮機的工作原理是向機殼壓縮室內連續噴油，由兩個互相嚙合的轉子在機殼內作高速旋轉，依賴轉子凹槽與機殼壁所構成容積的不斷縮小，實現對油氣混合氣體的壓縮再經過油氣分離元件得到壓縮氣體。壓縮機在工作時，由于連續不斷向機殼壓縮室內連續噴油，不僅使轉動部件得到充分潤滑，而且潤滑油密封了機內工作間隙，使機內泄漏少，氣體壓縮熱被冷卻油所吸收從而得到較低的排氣溫度，噴油的這些作用，不僅提高了螺桿壓縮機的效率，而且可以采取較少的壓縮級數得到所需的較高的壓力。

2 螺桿壓縮機油泡沫的成因及對壓縮機的影響

噴油螺桿壓縮機在運轉過程中形成油泡沫的原因主要有以下兩個方面：

第一個方面是潤滑油在受到機械攪拌時會產生泡沫，其形成泡沫的程度隨攪拌的劇烈程度而增加，壓縮機在運轉時，油池中潤滑油以很高的速度循環流動，并以較大的壓力向壓縮室中噴射，與壓縮空氣充分混合；同時，油池中整個油面還不斷受到輸入油箱中壓縮空氣流的沖刷和擾動，因此，無論從循環油的數量，循環速度，油被霧化的程度，還是整個油面被沖刷和擾動的影響，均表明潤滑油處在強烈的機械攪拌下工作，必然會形成大量的油泡沫。特別是當所使用的潤滑油消泡性能較差或含較多空氣及其它容易產生氣體的雜質時，起泡的程度更大。

第二個方面是由于潤滑油有溶解氣體的特性。在常壓下，礦物油中所能溶解的空氣量約為其容積的8-11%。空氣在油中的溶解量隨壓力的增高而增加，其規律如下式所示：

式中 Vg——溶解在油中的空氣容積量（在大氣壓力和0℃時）

V0——油的容積量

P——空氣壓力

當壓力降低時，多余的空氣便從液體中急劇分離出來，并以細小氣泡的形式與油形成油氣混合物。

噴油螺桿空氣壓縮機在工作時，潤滑油與壓縮空氣同處在一個容器中，并且始終處于壓縮空氣的壓力之下，所以有大量的壓縮空氣溶解于油中，當壓縮機停機時，為避免下一次起動時可能引起的液擊和過壓現象，需將貯油池中的壓縮空氣通過自動放空閥排出，這樣對油池中的潤滑油來說就是一種急劇的釋壓，由于壓力的迅速下降，溶解于油中的壓縮空氣便會急劇分離出來，形成大量的油泡沫并可能隨壓縮空氣一起充塞油分離器。

壓縮機在運轉和停機時產生的油泡沫隨壓縮空氣一起充塞油分離器加重了油分離器的負擔，在較短的時間內會使油分離元件浸油嚴重而失去分油能力，同時大量的潤滑油會隨壓縮空氣輸出機外。這不僅會使壓縮機耗油量增大，而且使壓縮空氣純度和質量下降，影響用氣系統的工作性能。

另一個方面油泡沫會使油分離元件的阻力增大，壓縮機的性能受到影響，因為在壓縮機提供給工藝系統的氣體壓力與氣缸排出壓力之間存在一個差值，而這個差值主要是由油分離元件的阻力引起的，而油分離元件的阻力又與元件本身的透氣性與浸油程度有關。油分離元件本身的阻力一般都很小，在排氣壓力為0.7-0.8MPa時，油分離元件本身產生的阻力僅為排氣壓力的2%左右，所以油分離元件的阻力主要取決于元件的浸油程度。

3 壓縮機油b泡沫問題的處理措施

措施一：為避免油泡沫現象對壓縮機性能的影響，可在潤滑油中添加性能優良的消泡劑如二甲基硅油，其添加量可根據壓縮機的不同工況要求添加，對于作連續運轉的壓縮機以10-20ppm為宜，對于作間歇運動或起動十分頻繁的壓縮機，可增至50-60ppm甚至更高一些。

措施二：在實際操作過程中可通過控制壓縮機停機時壓縮機空氣排放速度來消除油泡沫的影響，但對不同系統結構壓縮機其控制速度有些區別，對于壓縮部件與油池之間無單向閥裝置的小型壓縮機，在停機時應使壓縮空氣排放速度降低到盡可能低的程度。對于油池和壓縮部件自成整體，且其兩者之間裝有單向閥的大、中型壓縮機，要想得到較為合理的排放速度就較為困難，要根據實際的調試經驗來確定。

措施三：除了一些有頻繁起停要求的壓縮機外，對于一般用途的壓縮機在調試時，要盡量避免頻繁起停，要特別注意不要在高壓力下停機后即刻起動。壓縮機在停機時最好采用先緩慢降低機內壓力，讓該機組在低壓力下運轉少許時間，使油泡沫較充分消泡后再行停機。

4 結語

噴油螺桿空氣壓縮機的效能及正常運轉與油泡沫能否得到較充分的消泡有較大的關系。只有對噴油螺桿空氣壓縮機的工作原理、油泡沫的成因了解后，才能在安裝調試中避免油泡沫造成的影響。

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