一、前言

 

　　【壓縮機網(wǎng)】在石油化工、紡織、電力等行業(yè)，空氣壓縮機做為一種先進的空氣動力設(shè)備，廣泛為各行業(yè)裝置和車間儀表風(fēng)系統(tǒng)和氣動設(shè)備提供可靠的壓縮空氣動力源。特別是噴油螺桿空壓機憑借其具有運行可靠、效率高、壽命長、氣量不受排氣壓力影響、運行平穩(wěn)不發(fā)生喘振等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。而噴油螺桿空壓在日常生產(chǎn)運行過程中，由于機組運行的環(huán)境、操作及維護保養(yǎng)不到位等原因，機組經(jīng)常發(fā)生各種故障。如空壓機排氣溫度高、排氣量不足、機組跑油、噴油，嚴重時機頭卡死等故障，存在著安全隱患，同時造成一定的經(jīng)濟損失。

 

　　排氣溫度高是空壓機z*常見的故障之一，特別是在夏季，常常出現(xiàn)噴油螺桿空壓機排氣溫度高故障，導(dǎo)致機組超溫連鎖停機。排氣溫度高是由空壓機因系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種問題引起的溫升故障，如冷卻系統(tǒng)、油路系統(tǒng)及“三濾”、溫控閥、斷油閥等部件和系統(tǒng)故障，以致空壓機在運行中得不到充足的潤滑或冷卻，使機體處在高溫中長時間工作。

 

　　二、螺桿空壓機排氣溫度高的危害

 

　　螺桿空壓機排氣溫度高的故障現(xiàn)象主要為空壓機組排氣溫度高（超過100℃），現(xiàn)場有刺鼻的油煙味，同時機組運行耗油量增大，排出氣體含油量增大，機組超溫連鎖跳停。其主要的危害有以下幾點：

 

　?。?）排氣溫度越高，壓縮機為考慮膨脹而留的間隙越大，壓縮機的效率降低，導(dǎo)致電能依舊消耗，產(chǎn)氣量下降；

 

　?。?）降低潤滑油的使用壽命；

 

　?。?）高排氣溫度會導(dǎo)致更多的潤滑油處于氣相，增加油、氣分離的困難，從而導(dǎo)致更多的油進入供氣管網(wǎng)，不僅油耗大量增加，同時使供氣品質(zhì)下降，可能影響用氣設(shè)備壽命；

 

　?。?）設(shè)備長期處于高排氣溫度狀態(tài)下運行，會導(dǎo)致使用壽命減少；

 

　?。?）使環(huán)境溫度升高，引起吸氣溫度升高，在消耗相同功耗的情況下，吸氣溫度每升高3℃，產(chǎn)氣量降低1％。

 

　　（6）機組嚴重而過高的油溫會降低輸氣系數(shù)和增加功率消耗，潤滑油粘度也會降低，過高的溫度還會使轉(zhuǎn)子和軸承材料的物理系數(shù)值產(chǎn)生變化，使軸承產(chǎn)生異常摩擦損耗，甚至出現(xiàn)軸承散珠事故。溫度過高還會使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解，生成對工作有害的游離碳、酸類物和水分（結(jié)碳），嚴重時會使整個主機螺桿卡死或出現(xiàn)超溫連鎖停機，嚴重影響企業(yè)的正常生產(chǎn)。
 

 

　　1、空壓站壓縮機情況簡介

 

　　某司空壓站儀表風(fēng)系統(tǒng)共配套2臺噴油螺桿壓縮機J-6001A/B，用于裝置儀表風(fēng)提供動力空氣。該空壓機組都是噴油水冷螺桿式空氣壓縮機，單級、噴油、撬裝式低噪聲?？諌簷C組技術(shù)參數(shù)如下表：

　　2、螺桿空壓機排氣溫度高原因分析及解決措施

 

　?。?）原因分析

 

　　自2015年1月10日投用以來，空壓機組頻繁出現(xiàn)排氣溫度高故障及連鎖停機故障。結(jié)合檢修情況分析，導(dǎo)致螺桿空壓機排氣溫度高故障原因主要有以下幾點：

 

　?、儆屠鋮s器換熱效果不好導(dǎo)致進入主機油溫過高；

 

　?、谟头蛛x器濾芯堵塞導(dǎo)致機組內(nèi)壓過大或油分離器芯擊穿失效；

 

　?、塾瓦^濾器堵塞導(dǎo)致潤滑油流通不暢，進入主機的油量減少；

 

　　④溫控閥失效導(dǎo)致進入主機油溫過高；

 

　　⑤斷油電磁閥故障導(dǎo)致潤滑油不能進入機頭；

 

　　⑥z*小壓力閥故障導(dǎo)致油分離器內(nèi)壓升高；

 

　?、邼櫥褪褂脮r間過長變質(zhì)或潤滑油油位太低；

 

　?、嘀鼓骈y卡??；

 

　　⑨陰陽轉(zhuǎn)子間隙過大造成出現(xiàn)內(nèi)循環(huán)。

 

　?。?）解決措施

 

　　1）油冷卻器臟、堵塞造成的機組排氣溫度高報警

 

　　事故案例：2015年3月10日8：50進行設(shè)備日常巡檢時，空壓機組J-6001A報警聲響，檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警，立即上報主管領(lǐng)導(dǎo)，切換備用機組J-6001B,機組停機檢修。
 

　　原因分析：經(jīng)機組檢修可知，造成機組排氣溫度高報警的主要原因為油冷卻和水冷卻器結(jié)垢堵塞，冷卻水流量少，造成冷卻器換熱效果差；同樣，油冷卻器殼程的銅管外流動的是油，由于空壓機長時間運轉(zhuǎn)，銅管外壁的油垢過多，同樣會影響冷卻器的換熱效果，導(dǎo)致潤滑油進入機組的油溫高。

 

　　處理措施：

 

　?、倏刂坪美鋮s水水質(zhì)，必須符合一般工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)，防止冷卻器結(jié)垢，以免影響冷卻器的效率及壽命。

 

　?、跈z查冷卻器冷卻水壓力是否過低、溫度是否過高，檢查冷卻器是否結(jié)垢嚴重，影響冷卻效果。

 

　　③每半年定期對冷卻水管路、油冷卻器管、殼程進行清洗，裝好后經(jīng)試壓合格方可投入使用。

 

　　2）油氣分離器和油過濾器堵塞造成的機組排氣溫度高連鎖停機

 

　　事故案例：2016年3月15日，正在運行的空壓機組J-6001B連鎖停機，檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警連鎖停機、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警。

 

　　原因分析：經(jīng)機組檢修發(fā)現(xiàn)，油氣分離器濾芯結(jié)交嚴重堵塞，油分離器芯子堵塞后，分離效率會變差，導(dǎo)致壓縮機溫度升高、外供壓縮空氣含油量大，影響后序凈化設(shè)備及用氣設(shè)備正常工作。如果油分離器芯擊穿失效，油直接跑掉，油耗急劇加大，會因為油少而導(dǎo)致機組溫度急劇升高，嚴重時可能造成機頭抱死。

 

　　油過濾器堵塞，導(dǎo)致潤滑油流通不暢通，進入空壓機主機的流量減少，則潤滑油從主機攜帶出的熱量就降低，會造成機組排氣溫度升高。

 

　　處理措施：

 

　?、俑鼡Q油氣分離器濾芯。

 

　?、诟鼡Q油過濾器。

 

　?、塾蜑V和油分都有使用壽命，定期做好空壓機的維護保養(yǎng)。

 

　　3）溫控閥故障造成的機組排氣溫度高連鎖停機

 

　　事故案例：2015年5月8日14∶50，制氮空壓機組J-6002連鎖停機，PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警連鎖停機，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)油過濾器及壓縮機機頭溫度很高。

 

　　原因分析：溫控閥是一個三通閥。在空壓機剛啟動時，油溫較低，溫控閥支路開啟，主回路關(guān)閉，潤滑油繞過冷卻器直接噴入主機，加速油溫上升，防止壓縮空氣中 在油分離器內(nèi)凝結(jié)，當(dāng)油溫上升到65℃后，溫控閥隨油溫升高逐步打開主回路，調(diào)節(jié)流經(jīng)油冷卻器和旁路的油量比例，控制油溫，使空壓機的噴油溫度保持在z*佳點。如果溫控閥出現(xiàn)故障，則潤滑油無法經(jīng)過冷卻器，油溫?zé)o法下降，導(dǎo)致排氣溫度高。停機后檢查油冷卻器進排油管溫度，若溫差較小，則檢查溫控閥。溫控閥的故障有兩個原因，一是閥芯上的熱敏彈簧彈性系數(shù)改變，不能隨油溫變化而正常動作；二是閥體磨損，閥芯卡死或動作不到位無法正常工作。

 

　　處理措施：定期檢查溫控閥閥芯是否卡澀，研磨閥芯或更換溫控閥；

 

　　4）斷油閥失靈、閥芯卡死故障造成的機組排氣溫度高連鎖停機

 

　　事故案例：2016年8月12日，正在運行的空壓機組J-6002連鎖停機，檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警連鎖停機、空壓機組機頭溫度非常高。

 

　　原因分析：經(jīng)機組檢修發(fā)現(xiàn)，機組斷油電磁閥失靈、閥芯卡死。我們知道斷油閥裝于壓縮機機殼下部，利用壓縮機排口的氣體壓力打開。在機組運行時斷油閥始終是打開的。其功能是在停機時能迅速切斷油路，避免從油氣分離器過來的油繼續(xù)噴入壓縮機主機內(nèi)，導(dǎo)致潤滑油從進氣口噴出。如果機組在運行時，斷油電磁閥控制斷油閥的電磁閥故障或斷油閥閥芯卡澀，不能打開或不能全開，會造成機組回油量不足，導(dǎo)致機組溫度升高。

 

　　處理措施：

 

　?、俨鹣聰嘤烷y檢查閥芯及閥座內(nèi)是否有雜物及拉毛現(xiàn)象，進行修復(fù)。

 

　?、诒匾獣r須更換新的斷油閥。

 

　　③檢查斷油電磁閥膜片，更換膜片或整體更換電磁閥。

 

　　5）z*小壓力閥故障導(dǎo)致油分離器內(nèi)壓升高

 

　　事故案例：2017年3月10日15∶30進行設(shè)備日常巡檢時，空壓機組J-6001A報警聲響，檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警，z*小壓力閥排氣孔漏氣大，立即上報主管領(lǐng)導(dǎo)，切換備用機組J-6001B，機組停機檢修。

 

　　原因分析：經(jīng)機組檢修發(fā)現(xiàn)，機組油氣分離器頂?shù)膠*小壓力閥彈簧斷裂導(dǎo)致z*小壓力閥故障。我們知道z*小壓力閥的作用主要是：

 

　　①保證起動時優(yōu)先建立起潤滑油循環(huán)所需的壓力，確保機組的潤滑。

 

　?、谠趬毫_到z*小壓力閥設(shè)定值后開啟，可降低流過精油氣分離器濾芯的空氣流速，確保油氣分離的效果，并使油氣分離濾芯不因壓差太大而受損。

 

　　③具有單向閥的作用，機組卸載時能防止管網(wǎng)中的壓縮空氣倒流至油氣分離器和壓縮機主機中。

 

　　當(dāng)在機組運行過程中，如果z*小壓力閥發(fā)生故障，會使油氣分離器兩力壓降過大（≥0.1MPa）或過?。?le;0.02MPa）時，濾芯起不到過濾分離作用，則潤滑油在濾芯處分離不好。油氣混合物通過z*小壓力閥，進入后續(xù)系統(tǒng)，潤滑油跑損過快，大量潤滑油帶到氣路中，溶于水中油量增多，導(dǎo)致氣浮出水油含量增加。同時，將導(dǎo)致油分離器內(nèi)壓升高，起動時不能優(yōu)先建立潤滑油循環(huán)，油氣分離的效果會變差，容易造成油氣分離濾芯壓差太大而受損，從而容易造成機組的排氣溫度高。

 

　　處理措施：

 

　?、俣ㄆ趯*小壓力閥進行清洗維護，z*好每運行3000h檢查清洗一次z*小壓力閥彈簧和活塞。

 

　?、跈z查z*小壓力閥活塞和更換損壞的彈簧，必要時更換z*小壓力閥。

 

　　6）潤滑油變質(zhì)或者碳化會使油管路產(chǎn)生堵塞，油管路元件失靈，噴油量不足，造成機體超溫。

 

　　空壓機機組在運行中，油氣分離器中的液位不低于低油位標(biāo)志L（或min），油位過低會造成補油量不足，直接影響入口氣體的溫降，循環(huán)噴油量減少。表現(xiàn)出液位上升緩慢或無液位，從而導(dǎo)致循環(huán)噴油在機組中停留時間過長，循環(huán)頻次增加，補液量少，氣體在入口得不到初步降溫，又因循環(huán)噴油量少溫度高，在壓縮過程中得不到降溫，導(dǎo)致排氣溫度升高。

 

　　處理措施：

 

　?、俑鼡Q變質(zhì)的潤滑油。打開加油蓋，待油完全回流入初級油氣分離器內(nèi)，取少量檢查油質(zhì)是否正常。若油質(zhì)乳化含油水分，則應(yīng)排盡分離器內(nèi)變質(zhì)油液，清洗后加入足量合格潤滑油。

 

　?、趯Y(jié)交的油管路系統(tǒng)進行清洗。

 

　?、廴粲唾|(zhì)正常，油位低于z*低游標(biāo)線，則加油至正常油位。

 

　　7）止逆閥卡住。止逆閥主要是防止壓縮氣體倒流，保證潤滑油正?；亓鞯椒蛛x器內(nèi)，如果止逆閥發(fā)生故障會使回油量不足，機體溫度升高，排氣溫度升高。

 

　　處理措施：檢查止逆閥，必要時進行更換；

 

　　8）陰陽轉(zhuǎn)子間隙過大造成出現(xiàn)內(nèi)循環(huán)。

 

　　因轉(zhuǎn)子腐蝕嚴重嚙合間隙太大，氣體在壓縮機內(nèi)部反復(fù)循環(huán)使得出、入口溫度都升高，氣體壓力達不到止逆閥彈簧的壓力值而無法做工。另外，兩轉(zhuǎn)子出口端氣封齒的腐蝕，破壞機封腔的平衡壓力，容易使機封磨損加快發(fā)生泄漏現(xiàn)象。

 

　　處理措施：定期進行檢、維修處理。

 

　　小結(jié)

 

　　螺桿空壓機排氣溫度高故障是空壓機z*常見的故障之一，不僅嚴重影響正常生產(chǎn)，還會加劇螺桿空壓機部件的磨損，縮短設(shè)備的使用壽命。此外，還會加速油品劣化，如潤滑性能降低、閃點下降等，有時高溫還會引起油品的自燃，導(dǎo)致空壓機燒毀，甚至發(fā)生爆炸事故。

 

　　因此，為了保證噴油螺桿空氣壓縮機組的安全平穩(wěn)、長周期生產(chǎn)運行，建議我們應(yīng)該做好空壓機日、周、月度及年度的檢查和維護保養(yǎng)工作，采取有效的措施預(yù)防空壓機溫度升高故障，適當(dāng)改善空壓機的工作環(huán)境和利用站控系統(tǒng)隨時監(jiān)測設(shè)備的工況，以徹底消除安全隱患，保障螺桿壓縮機平穩(wěn)運行。

 

　　作者簡介

　　石芝鋒 ，過程裝備與控制工程專業(yè)，本科學(xué)士，中級工程師。在石油化工及燃氣行業(yè)從事設(shè)備專業(yè)技術(shù)管理工作近8年，曾就職于中國燃氣，現(xiàn)就職于廣西欽州泰興石油化工有限公司,現(xiàn)在煉廠加氫裝置從事設(shè)備專業(yè)技術(shù)管理工作，任設(shè)備主管和設(shè)備工程師。