【壓縮機(jī)網(wǎng)】在現(xiàn)代化的國民經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)運(yùn)行過程中,采礦業(yè)、冶金業(yè)、機(jī)械制造業(yè)、土木工程、石油化學(xué)工業(yè)、制冷與氣體分離工程以及國防工業(yè)中等等都離不開壓縮空氣的身影,此外,醫(yī)療、紡織、食品、農(nóng)業(yè)、交通等部門的需求也與日俱增。噴油雙螺桿式空氣壓縮機(jī)因其可靠性高,零部件少,沒有易損件,固運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,壽命長,大修間隔期可達(dá)4-8萬h;操作維護(hù)方便,操作人員不必長時間專業(yè)培訓(xùn),可實(shí)現(xiàn)無人值守運(yùn)轉(zhuǎn);動力平衡性好,沒有不平衡慣性力,機(jī)器可平穩(wěn)地高速工作;體積小、重量輕、占地面積少;適應(yīng)性強(qiáng),具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn),排氣量幾乎不受排氣壓力的影響等優(yōu)點(diǎn),而廣受各大行業(yè)用戶的歡迎。
但是,螺桿壓縮機(jī)作為一種精密機(jī)械,在運(yùn)行的時候依然有很多操作細(xì)節(jié)去把握,比如,排氣量較理論排氣量偏小,壓力偏低。要知道,壓縮機(jī)的排氣量和排氣壓力是衡量機(jī)組是否滿足生產(chǎn)需要的重要性能指標(biāo)。當(dāng)壓縮機(jī)組出現(xiàn)排氣量、壓力低于設(shè)計(jì)值時,會嚴(yán)重影響整個生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行。因此,對致使壓縮機(jī)排氣量與排氣壓力不足的故障能夠快速準(zhǔn)確判斷,并提出行之有效的解決方案是非常有必要的。
1、螺桿式壓縮機(jī)工作原理
吸氣過程:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,主副轉(zhuǎn)子所形成的齒間容積逐漸擴(kuò)大,該容積僅僅與吸氣口連通,外界空氣被吸入齒間容積內(nèi)。當(dāng)齒間容積增到大時,齒間容積與吸氣口斷開,吸氣結(jié)束。此為“進(jìn)氣過程”。
封閉及輸送過程:在吸氣終了時,主副轉(zhuǎn)子齒峰會與機(jī)殼閉封,在齒間容積內(nèi)的空氣即被封閉在由主、副轉(zhuǎn)子及殼體組成的封閉腔內(nèi),此即“封閉過程”。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動,主副轉(zhuǎn)子齒相互嚙合,嚙合面逐漸向排氣端移動,齒間容積內(nèi)的空氣也跟著向排氣端輸送,即“輸送過程”。
壓縮及噴油過程:在輸送過程中,隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小,齒間容積內(nèi)之氣體體積也隨之減小,氣體被壓縮,壓力升高,此即“壓縮過程”。壓縮的同時,潤滑油因壓力差而噴入齒溝內(nèi)與空氣混合。
排氣過程:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到齒間容積與機(jī)殼排氣口相通時,被壓縮之氣體開始排出,這個過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合,此時齒間容積為零,氣體被完全排出,即完成“排氣過程”。
2、壓縮機(jī)排氣量/壓力不足四大根本原因
通過以上螺桿壓縮機(jī)主機(jī)工作原理可以看出,在螺桿長度固定的情況下,螺桿壓縮機(jī)的理論排氣量主要取決于齒間容積、齒數(shù)和轉(zhuǎn)速,齒間容積由轉(zhuǎn)子的幾何尺寸決定。因此對于壓縮機(jī)而言,實(shí)際排氣量小于理論排氣量的原因有以下幾點(diǎn):
1) 泄漏。由設(shè)計(jì)原理決定,螺桿陰陽轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與外殼之間在運(yùn)轉(zhuǎn)時是不接觸的,保持有一定的間隙,因此就會產(chǎn)生氣體泄漏。壓力升高后的氣體通過間隙向吸氣管道及正在吸氣的嚙槽泄漏時,將使排氣量減小。為了減少泄漏量,在從動轉(zhuǎn)子(陰轉(zhuǎn)子)的齒頂做有密封齒,主動轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子)的齒根開有密封槽,端面也加工有環(huán)狀或條狀的密封齒。如果這些密封線磨損,將使泄漏量增加,排氣量減少;
2) 吸氣狀態(tài)。螺桿式壓縮機(jī)是容積型壓縮機(jī),吸氣體積不變。當(dāng)吸氣溫度升高,或吸氣管路阻力過大而使吸入壓力降低時,氣體的密度減小,相應(yīng)地會減少氣體的實(shí)際排氣量;
3) 冷卻效果。氣體在壓縮過程中溫度會升高,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的溫度也相應(yīng)升高,所以在吸氣過程中,氣體會受到轉(zhuǎn)子和機(jī)殼的加熱而膨脹,因此相應(yīng)地會減少吸氣量。螺桿式空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子中有的采用了油冷卻,機(jī)殼用水冷卻,其目的之一就是為了降低其溫度。當(dāng)冷卻效果不好時,溫度則升高,排氣量便會減少;
4) 轉(zhuǎn)速。螺桿壓縮機(jī)的排氣量與轉(zhuǎn)速成正比,而轉(zhuǎn)速往往會隨電網(wǎng)的電壓、頻率而變化。當(dāng)電壓降低(對異步電動機(jī))或頻率降低時,轉(zhuǎn)速將下降,使氣量減少。
3、直接原因分析及解決措施
由上一章節(jié)可以看出,造成壓縮機(jī)組排氣量、壓力低的根本原因主要有四點(diǎn):泄漏、吸氣故障、冷卻不佳和轉(zhuǎn)速下降。但是,在實(shí)際操作過程中,我們需要進(jìn)一步確認(rèn)和分析,到底是哪些原因造成以上四種故障。因此,我們可從以下幾個方面去分析和解決:
?。?)空濾阻塞導(dǎo)致進(jìn)氣量減少
空氣濾清器的作用是過濾吸入的空氣,保證進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣清潔干凈。如果吸入的空氣中混有雜質(zhì),會引起轉(zhuǎn)子型面的磨損,并污染機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油。所以,空濾粉塵積垢嚴(yán)重,堵塞進(jìn)氣管路,造成進(jìn)氣量減少,是導(dǎo)致機(jī)組排氣量低于規(guī)定值的原因之一。
從實(shí)際案例總結(jié)看,不少維修人員以及用戶,常常因忽略了空濾工作效率降低導(dǎo)致潤滑油品質(zhì)變差,散熱不佳機(jī)器高溫,而頻繁對油路系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)。
解決方案:拆下空濾進(jìn)行檢查,清洗空濾或更換濾芯。根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行情況和現(xiàn)場環(huán)境情況,定期做好機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng),一般機(jī)組每運(yùn)行約1500~2500小時要定期更換空濾濾芯。環(huán)境特別惡劣的使用場所,如礦山、陶瓷廠、棉紡廠等,建議每500小時更換空氣濾芯。平時須經(jīng)常檢查進(jìn)氣伸縮管有無破損、吸扁,伸縮管與空濾進(jìn)氣閥的連接口有無松動、漏氣,如發(fā)現(xiàn)須及時修復(fù)、更換。
?。?)進(jìn)氣閥故障
進(jìn)氣閥的作用是控制機(jī)組的進(jìn)氣量,當(dāng)進(jìn)氣閥發(fā)生故障,機(jī)組就無法正常進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)。因此,如果進(jìn)氣閥發(fā)生卡澀、無動作或放空閥漏氣,就會導(dǎo)致排氣量不足、壓力偏小。
解決方案:閥門如無法修復(fù)或修復(fù)后有風(fēng)險,建議更換新閥門。
?。?)壓力調(diào)節(jié)器失靈或損壞
壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能是根據(jù)客戶用氣量的大小,自動調(diào)節(jié)壓縮機(jī),以便達(dá)到供需平衡。
解決方案:對損壞的壓力調(diào)節(jié)器及時更換,對失靈的壓力調(diào)節(jié)器及時調(diào)整。
壓力調(diào)整:順時針旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)螺釘,閉合和斷開壓力同步增大;逆時針旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)整螺釘,閉合和斷開壓力同步減小。
壓差調(diào)整:順時針旋轉(zhuǎn)壓差調(diào)整螺絲,閉合壓力不變,斷開壓力增大;逆時針旋轉(zhuǎn)壓差調(diào)整螺釘,閉合壓力不變,斷開壓力減小。
?。?)油氣分離器濾芯阻塞,造成油氣分離效果差,堵塞氣路
從壓縮機(jī)頭出來的壓縮空氣夾帶大大小小的油滴。大油滴通過油氣分離罐時易分離,而小油滴(直徑1um以下懸浮油微粒)則必須通過油氣分離濾芯的微米級玻纖濾料層過濾。油微粒經(jīng)過濾材的擴(kuò)散作用,直接被濾材攔截以及慣性碰撞凝聚等機(jī)理,使壓縮空氣中的懸浮油微粒很快凝聚成大油滴,在重力作用下油集聚在油分芯底部,通過底部凹處回油管進(jìn)口返回機(jī)頭潤滑油系統(tǒng),從而使壓縮機(jī)排出更加純凈無油的壓縮空氣。壓縮空氣中的固體粒子經(jīng)過油分芯時滯留在過濾層中,這就導(dǎo)致了油分芯壓差(阻力)不斷增加。
當(dāng)油氣分離器濾芯阻塞,造成油氣分離差,堵塞氣路,會造成外供壓縮機(jī)空氣量減少。如果油氣分離器濾芯堵塞嚴(yán)重憋壓,會導(dǎo)致油氣分離器濾芯擊穿失效跑油,耗油量急劇增大,造成潤滑油減少機(jī)組溫度急劇升高,嚴(yán)重的還會導(dǎo)致壓縮機(jī)機(jī)頭抱死。因此,油氣分離器濾芯阻塞,造成油氣分離差,堵塞氣路也會導(dǎo)致排氣量低。
解決方案:每運(yùn)行約2000~4000小時,或者當(dāng)油分芯壓差達(dá)到0.08到0.1Pa,電流明顯增大時,要更換油氣分離器濾芯。
(5)壓縮機(jī)管路系統(tǒng)泄漏
壓縮機(jī)管道系統(tǒng)泄漏分內(nèi)漏和外漏兩種類型。內(nèi)漏是夾套管、閥門等在壓縮機(jī)管道系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的泄漏,從管網(wǎng)外邊很難察覺,一般可通過管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)或物料性質(zhì)的變化來分析;外漏是指管內(nèi)的介質(zhì)漏至大氣,也就是由管外部能夠檢測到的泄漏。
管道泄漏多發(fā)生在連接件及其管段上,連接法蘭、連接螺紋、閥門體及填料上發(fā)生的泄漏,屬于管道連接件泄漏,而在管段上的泄漏,則多發(fā)生在焊口、流體轉(zhuǎn)向的彎頭、三通及蝕孔等部位。
解決方案:檢查管路及連接處有無泄漏,若有泄漏則進(jìn)行消除。平時做好機(jī)組的檢查維護(hù),及時發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。
如果以上方法采取之后,機(jī)組排氣量仍然沒有改變,應(yīng)考慮電機(jī)是否有故障。由于電機(jī)線圈中發(fā)生局部的短路,或是軸承磨損,導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速,使空氣壓縮機(jī)排氣量下降,應(yīng)檢修電機(jī)線圈、軸承等,修復(fù)后測試空氣壓縮機(jī)排氣量。
來源:本站原創(chuàng)
但是,螺桿壓縮機(jī)作為一種精密機(jī)械,在運(yùn)行的時候依然有很多操作細(xì)節(jié)去把握,比如,排氣量較理論排氣量偏小,壓力偏低。要知道,壓縮機(jī)的排氣量和排氣壓力是衡量機(jī)組是否滿足生產(chǎn)需要的重要性能指標(biāo)。當(dāng)壓縮機(jī)組出現(xiàn)排氣量、壓力低于設(shè)計(jì)值時,會嚴(yán)重影響整個生產(chǎn)裝置的正常運(yùn)行。因此,對致使壓縮機(jī)排氣量與排氣壓力不足的故障能夠快速準(zhǔn)確判斷,并提出行之有效的解決方案是非常有必要的。
1、螺桿式壓縮機(jī)工作原理
吸氣過程:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,主副轉(zhuǎn)子所形成的齒間容積逐漸擴(kuò)大,該容積僅僅與吸氣口連通,外界空氣被吸入齒間容積內(nèi)。當(dāng)齒間容積增到大時,齒間容積與吸氣口斷開,吸氣結(jié)束。此為“進(jìn)氣過程”。
封閉及輸送過程:在吸氣終了時,主副轉(zhuǎn)子齒峰會與機(jī)殼閉封,在齒間容積內(nèi)的空氣即被封閉在由主、副轉(zhuǎn)子及殼體組成的封閉腔內(nèi),此即“封閉過程”。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動,主副轉(zhuǎn)子齒相互嚙合,嚙合面逐漸向排氣端移動,齒間容積內(nèi)的空氣也跟著向排氣端輸送,即“輸送過程”。
壓縮及噴油過程:在輸送過程中,隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小,齒間容積內(nèi)之氣體體積也隨之減小,氣體被壓縮,壓力升高,此即“壓縮過程”。壓縮的同時,潤滑油因壓力差而噴入齒溝內(nèi)與空氣混合。
排氣過程:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到齒間容積與機(jī)殼排氣口相通時,被壓縮之氣體開始排出,這個過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合,此時齒間容積為零,氣體被完全排出,即完成“排氣過程”。
2、壓縮機(jī)排氣量/壓力不足四大根本原因
通過以上螺桿壓縮機(jī)主機(jī)工作原理可以看出,在螺桿長度固定的情況下,螺桿壓縮機(jī)的理論排氣量主要取決于齒間容積、齒數(shù)和轉(zhuǎn)速,齒間容積由轉(zhuǎn)子的幾何尺寸決定。因此對于壓縮機(jī)而言,實(shí)際排氣量小于理論排氣量的原因有以下幾點(diǎn):
1) 泄漏。由設(shè)計(jì)原理決定,螺桿陰陽轉(zhuǎn)子之間及轉(zhuǎn)子與外殼之間在運(yùn)轉(zhuǎn)時是不接觸的,保持有一定的間隙,因此就會產(chǎn)生氣體泄漏。壓力升高后的氣體通過間隙向吸氣管道及正在吸氣的嚙槽泄漏時,將使排氣量減小。為了減少泄漏量,在從動轉(zhuǎn)子(陰轉(zhuǎn)子)的齒頂做有密封齒,主動轉(zhuǎn)子(陽轉(zhuǎn)子)的齒根開有密封槽,端面也加工有環(huán)狀或條狀的密封齒。如果這些密封線磨損,將使泄漏量增加,排氣量減少;
2) 吸氣狀態(tài)。螺桿式壓縮機(jī)是容積型壓縮機(jī),吸氣體積不變。當(dāng)吸氣溫度升高,或吸氣管路阻力過大而使吸入壓力降低時,氣體的密度減小,相應(yīng)地會減少氣體的實(shí)際排氣量;
3) 冷卻效果。氣體在壓縮過程中溫度會升高,轉(zhuǎn)子與機(jī)殼的溫度也相應(yīng)升高,所以在吸氣過程中,氣體會受到轉(zhuǎn)子和機(jī)殼的加熱而膨脹,因此相應(yīng)地會減少吸氣量。螺桿式空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子中有的采用了油冷卻,機(jī)殼用水冷卻,其目的之一就是為了降低其溫度。當(dāng)冷卻效果不好時,溫度則升高,排氣量便會減少;
4) 轉(zhuǎn)速。螺桿壓縮機(jī)的排氣量與轉(zhuǎn)速成正比,而轉(zhuǎn)速往往會隨電網(wǎng)的電壓、頻率而變化。當(dāng)電壓降低(對異步電動機(jī))或頻率降低時,轉(zhuǎn)速將下降,使氣量減少。
3、直接原因分析及解決措施
由上一章節(jié)可以看出,造成壓縮機(jī)組排氣量、壓力低的根本原因主要有四點(diǎn):泄漏、吸氣故障、冷卻不佳和轉(zhuǎn)速下降。但是,在實(shí)際操作過程中,我們需要進(jìn)一步確認(rèn)和分析,到底是哪些原因造成以上四種故障。因此,我們可從以下幾個方面去分析和解決:
?。?)空濾阻塞導(dǎo)致進(jìn)氣量減少
空氣濾清器的作用是過濾吸入的空氣,保證進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣清潔干凈。如果吸入的空氣中混有雜質(zhì),會引起轉(zhuǎn)子型面的磨損,并污染機(jī)組系統(tǒng)內(nèi)的潤滑油。所以,空濾粉塵積垢嚴(yán)重,堵塞進(jìn)氣管路,造成進(jìn)氣量減少,是導(dǎo)致機(jī)組排氣量低于規(guī)定值的原因之一。
從實(shí)際案例總結(jié)看,不少維修人員以及用戶,常常因忽略了空濾工作效率降低導(dǎo)致潤滑油品質(zhì)變差,散熱不佳機(jī)器高溫,而頻繁對油路系統(tǒng)進(jìn)行保養(yǎng)。
解決方案:拆下空濾進(jìn)行檢查,清洗空濾或更換濾芯。根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行情況和現(xiàn)場環(huán)境情況,定期做好機(jī)組的維護(hù)保養(yǎng),一般機(jī)組每運(yùn)行約1500~2500小時要定期更換空濾濾芯。環(huán)境特別惡劣的使用場所,如礦山、陶瓷廠、棉紡廠等,建議每500小時更換空氣濾芯。平時須經(jīng)常檢查進(jìn)氣伸縮管有無破損、吸扁,伸縮管與空濾進(jìn)氣閥的連接口有無松動、漏氣,如發(fā)現(xiàn)須及時修復(fù)、更換。
?。?)進(jìn)氣閥故障
進(jìn)氣閥的作用是控制機(jī)組的進(jìn)氣量,當(dāng)進(jìn)氣閥發(fā)生故障,機(jī)組就無法正常進(jìn)行氣量調(diào)節(jié)。因此,如果進(jìn)氣閥發(fā)生卡澀、無動作或放空閥漏氣,就會導(dǎo)致排氣量不足、壓力偏小。
解決方案:閥門如無法修復(fù)或修復(fù)后有風(fēng)險,建議更換新閥門。
?。?)壓力調(diào)節(jié)器失靈或損壞
壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能是根據(jù)客戶用氣量的大小,自動調(diào)節(jié)壓縮機(jī),以便達(dá)到供需平衡。
解決方案:對損壞的壓力調(diào)節(jié)器及時更換,對失靈的壓力調(diào)節(jié)器及時調(diào)整。
壓力調(diào)整:順時針旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)節(jié)螺釘,閉合和斷開壓力同步增大;逆時針旋轉(zhuǎn)壓力調(diào)整螺釘,閉合和斷開壓力同步減小。
壓差調(diào)整:順時針旋轉(zhuǎn)壓差調(diào)整螺絲,閉合壓力不變,斷開壓力增大;逆時針旋轉(zhuǎn)壓差調(diào)整螺釘,閉合壓力不變,斷開壓力減小。
?。?)油氣分離器濾芯阻塞,造成油氣分離效果差,堵塞氣路
從壓縮機(jī)頭出來的壓縮空氣夾帶大大小小的油滴。大油滴通過油氣分離罐時易分離,而小油滴(直徑1um以下懸浮油微粒)則必須通過油氣分離濾芯的微米級玻纖濾料層過濾。油微粒經(jīng)過濾材的擴(kuò)散作用,直接被濾材攔截以及慣性碰撞凝聚等機(jī)理,使壓縮空氣中的懸浮油微粒很快凝聚成大油滴,在重力作用下油集聚在油分芯底部,通過底部凹處回油管進(jìn)口返回機(jī)頭潤滑油系統(tǒng),從而使壓縮機(jī)排出更加純凈無油的壓縮空氣。壓縮空氣中的固體粒子經(jīng)過油分芯時滯留在過濾層中,這就導(dǎo)致了油分芯壓差(阻力)不斷增加。
當(dāng)油氣分離器濾芯阻塞,造成油氣分離差,堵塞氣路,會造成外供壓縮機(jī)空氣量減少。如果油氣分離器濾芯堵塞嚴(yán)重憋壓,會導(dǎo)致油氣分離器濾芯擊穿失效跑油,耗油量急劇增大,造成潤滑油減少機(jī)組溫度急劇升高,嚴(yán)重的還會導(dǎo)致壓縮機(jī)機(jī)頭抱死。因此,油氣分離器濾芯阻塞,造成油氣分離差,堵塞氣路也會導(dǎo)致排氣量低。
解決方案:每運(yùn)行約2000~4000小時,或者當(dāng)油分芯壓差達(dá)到0.08到0.1Pa,電流明顯增大時,要更換油氣分離器濾芯。
(5)壓縮機(jī)管路系統(tǒng)泄漏
壓縮機(jī)管道系統(tǒng)泄漏分內(nèi)漏和外漏兩種類型。內(nèi)漏是夾套管、閥門等在壓縮機(jī)管道系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的泄漏,從管網(wǎng)外邊很難察覺,一般可通過管網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)或物料性質(zhì)的變化來分析;外漏是指管內(nèi)的介質(zhì)漏至大氣,也就是由管外部能夠檢測到的泄漏。
管道泄漏多發(fā)生在連接件及其管段上,連接法蘭、連接螺紋、閥門體及填料上發(fā)生的泄漏,屬于管道連接件泄漏,而在管段上的泄漏,則多發(fā)生在焊口、流體轉(zhuǎn)向的彎頭、三通及蝕孔等部位。
解決方案:檢查管路及連接處有無泄漏,若有泄漏則進(jìn)行消除。平時做好機(jī)組的檢查維護(hù),及時發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)。
如果以上方法采取之后,機(jī)組排氣量仍然沒有改變,應(yīng)考慮電機(jī)是否有故障。由于電機(jī)線圈中發(fā)生局部的短路,或是軸承磨損,導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)速低于額定轉(zhuǎn)速,使空氣壓縮機(jī)排氣量下降,應(yīng)檢修電機(jī)線圈、軸承等,修復(fù)后測試空氣壓縮機(jī)排氣量。
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