雙螺桿式空氣壓縮機超溫故障原因分析

邱 林，李孟安

(河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

在化工生產過程中，壓縮空氣是一種必不可少的常用介質。壓縮機是生產壓縮空氣的一種設備，其種類較多，有活塞式、離心式、螺桿式等。其中，雙螺桿式空氣壓縮機具有極其優越而可靠的性能，振動小、噪音低、效率高、無易損件，且運行管理費用較低，在同等排氣壓力下，具有活塞式空氣壓縮機無可比擬的性能優勢，因而被廣泛應用于中低壓力排氣。

我公司現有一臺阿特拉斯生產的雙螺桿無油潤滑儀表空壓機，型號為ZR250。在運行過程中，長時間發生超溫故障。現分析雙螺桿式空氣壓縮機的超溫故障原因，并提出解決辦法和預防措施。

1 運行中的故障

1.1 一級出口溫度高

本臺空壓機在運行過程中，一級出口溫度高達213℃并報警(220℃自動停機)，而且級間壓力為0.33 MPa。

1.2 油溫高

本機在運行過程中，在冷卻水壓力和水溫均符合要求的情況下，潤滑油溫度達到65～70℃，為此多次清理油冷卻器，效果不太明顯，油溫依然居高不下。

2 空壓機運行故障分析及處理

根據螺桿式壓縮機的工作原理及流程，能造成一級出口溫度高和油溫高的原因有如下幾個:

①ZR250型空壓機采用的是水冷式，包括中間冷卻器(后冷卻器)和油冷卻器，水溫偏高就會造成冷卻器換熱效果不佳，導致空氣溫度和油溫較高。但根據記錄報表顯示，水溫符合使用要求，此項可以排除。

②高溫狀態下的氣體、油和冷卻水進行熱交換時，水溫升高，這將給水的結垢創造條件，同時如果冷卻水內的雜質過濾不徹底，容易造成空壓機后冷卻器和油冷卻器堵塞，冷卻水流量不足，導致冷卻器換熱效果低下，造成一級出口空氣溫度高和油溫高。拆檢并清理空氣冷卻器和油冷卻器內的雜質和污垢，然后啟動空壓機，上述兩項問題依然存在。

圖1 ZR250型空壓機工作流程示意圖

③高壓端轉子涂層脫落，陰陽兩極轉子間間隙過大，導致高壓轉子做功效率低，使低壓端轉子壓縮的氣體無法被及時排出，并在一級出口處積聚，最終造成出口溫度高。拆卸中間冷卻器和高壓端轉子間的空氣管道，查看轉子涂層的脫落情況，發現轉子上的涂層脫落嚴重，是造成排氣溫度高和油溫高的主要原因。

3 處理措施

3.1 排氣溫度高的處理措施

①在中間冷卻器與高壓轉子間的氣體管道上連接一個DN10的閥門，將積聚在一級出口處無法及時排出的氣體排出，以降低其排氣溫度。此法可以有效的將出口排氣溫度降低5～10℃，可以緊急臨時采取，但是不能有效徹底的解決問題。②將涂層脫落嚴重的轉子更換掉，使用新的高壓轉子，徹底解決溫度高的問題。更換新轉子后，一級出口溫度為180℃左右(更換前高達213℃)，運行效果良好。

3.2 油溫高的處理措施

對油冷卻器進行技術改造，將儀表空壓機板式換熱器改為列管式換熱器。利用空壓機箱體的內部空間，制造一個長約640 mm的列管換熱器置于箱體內，換熱面積與板式換熱器面積相當。依板式換熱器規格尺寸，制作一個鋼板代替現有油冷卻器，鋼板上設置冷卻水進、出孔和潤滑油進、出孔，孔內設有螺紋，與冷卻器用管連接。此項改造有如下優點:①改造后便于清理，而且清理效果明顯優于板式換熱器;②投資費用比更換新的板式換熱器要低，且采購周期要短;③改造后換熱器可維修反復使用，而板式換熱器維修難度較大。

4 預防措施

①提高循環水的質量，使用清潔的冷卻水。具體要求如下:冷卻水應接近中性，即氫離子濃度pH值應在6.5～9.5之間。有機物質和懸浮機械雜質應小于25mg/L。暫時硬度≤100(硬度10相當于1 L水中含有10 mg CaO或7.19 mg MgO)。冷卻水的溫度應≤30℃，進水壓力應大于或等于0.2 MPa，小于0.5 MPa。根據運行情況及時清洗管子和殼程、清潔冷卻器芯子翅片，使冷卻器長期保持良好的換熱效果，延長冷卻器的使用壽命。②加強對入口過濾器的檢查，防止有雜質進入，破壞轉子的涂層。③加強冷凝水排污。a、運行期間，要加強冷凝水排污的檢查情況，如果排污不暢，則需及時維修或是加強手動排冷凝液，防止冷凝液進入空壓機機頭或是空氣出口管道中;b、加裝反吹氣系統:在中間冷卻器和高壓轉子間的管道上，引入一股干燥氮氣，停車后將約0.4 MPa氮氣通入機體內，將殘留在壓縮機內部的冷凝水全部吹出，并防止潮濕空氣進入壓縮機。④定期盤車和試車。