空氣壓縮機故障分析及維護管理

張志方+單劍+江峰

摘 要：該船所用的空壓機為WP220、WP270型單作用兩級空氣壓縮機，它將一定容量的空氣，壓縮其體積，升高其壓力，用來做功或充填容器。空氣壓縮機是船舶使用方便、應用廣泛的輔助設備，對于動力系統來說又是一種比較依賴的一種設備，空壓機發生故障后，將影響船舶動力的控制系統，威脅船舶的航行安全。結合空氣壓縮機的工作原理、結構特點等，合理地使用與管理，減少故障的發生，加強對空氣壓縮機的運行管理，將為該船提供有力的氣源保障，保障船舶動力系統的安全運行。該文著重對空壓機的常見故障及維護管理進行分析。

關鍵詞：空氣壓縮機 常見故障 維護管理

中圖分類號：U67 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）03（c）-0050-02

用來把空氣進行壓縮而獲得高壓空氣的機器，稱為空氣壓縮機。空氣壓縮機是一種用以制造壓縮空氣的機械，它能將一定容量的空氣進行壓縮，體積變小，壓力升高。壓縮空氣對船舶來說是一種使用安全，用管道輸送方便的動力源。在船上應用極為廣泛，如：某船上使用的WP270型空氣壓縮機主要為船舶主、副柴油機的啟動，中央冷卻器、分油機的自控氣動調節，氣笛鳴響，海底門吹洗，日用水柜、焚燒爐、伙房等提供必不可少的氣力源。

1 WP270型空氣壓縮機工作原理

WP270型空氣壓縮機是由電動機經彈性連軸器直接帶動的。當曲軸轉動時，級差式活塞由裝在曲軸上的連桿帶動在氣缸中做往復直線運動，將空氣壓縮到終了壓力30個大氣壓；當活塞從上死點到下死點運動時，空氣在濕式過濾器中過濾，經一級組合閥吸氣部分進入一級氣缸，當活塞從下死點向上死點運動時，一級氣缸內的氣體被壓縮到一定的壓力，經一級組合閥排氣部分排到水冷氣缸頭的接收空間，然后通過脹接在氣缸內的冷卻器管——管內插有螺旋片，經冷卻后，進入曲軸箱上的油水分離器分離。然后空氣經二級組合閥的吸氣部分進入二級氣缸，被壓縮到額定排氣壓力后經二級組合閥的排氣部分排出。排出的氣體經二級冷卻器冷卻，并經二級分離器進行油水分離后，壓縮空氣被送入大氣瓶。

該機帶有齒輪油泵，使運動機構得到壓力潤滑。二級氣缸飛濺潤滑，一級氣缸借助注油泵進行潤滑。

該機帶有自動控制系統。控制內容有：水壓控制，水溫度控制，油壓控制及保護電動機的電流過載控制。以上四項（水壓、水溫、油壓、電流過載）超過規定范圍，均可自動停車。開停車可以手動，也可以自動。在使用自動開停車時，油水分離器可在每次停車時，自動排放冷凝液。

2 空壓機工作中常見的故障及其排除

2.1 一級安全閥開啟（一級壓力過高）

（1）主要原因。

①二級進氣閥泄漏。吸進一級壓縮腔的部分空氣倒流，從而使一級壓力增高。

②一級壓縮腔和二級壓縮腔之間的 “O”型密封圈損壞，從而使壓縮空氣從二級流回一級。

③二級組合閥的密封圈損壞，使壓縮空氣從二級壓縮倒流入一級壓縮腔。

（3）排除方法。

①檢查二級氣閥。注意不要把一級安全閥的壓力調得太高。

②更換“O”型圈。

③更換密封圈。

2.2 功耗大（一級壓力過低）

（1）主要原因。

①一級排氣閥泄漏。在壓縮過程中壓入中間冷卻器的部分空氣在吸氣過程中又回到氣缸，導致吸氣量下降。

②一級吸氣閥泄漏。吸進壓縮腔的部分空氣在壓縮過程中又被壓出氣缸流入大氣。

排除方法：檢查一級氣閥。

2.3 空氣進入循環冷卻水

主要原因：如果通過冷卻水監測鏡發現冷卻水中有大量氣泡存在，很可能是氣缸中冷卻水管的“O”型密封圈壞了。空氣進入冷卻水看似簡單故障，但是不加重視，就有可能引起潤滑不良，造成重大故障。空氣進入冷卻水的主要原因是，如果通過冷卻水觀測鏡發現冷卻水中有大量氣泡存在，很可能是冷卻水管的“O”形密封圈損壞。

排除方法：打開氣缸蓋更換“O”型圈。

2.4 水溫異常

主要原因：水溫異常現象常為隨氣壓升高，水溫急劇上升，出水管路、氣缸蓋、缸體、水道等處發燙，嚴重時造成氣缸損毀、曲軸活塞抱死。造成水溫異常的主要原因有：水壓低、水道不暢通；氣缸內冷卻室有泥沙、臟物淤積等。

排除方法：清除泥沙、臟物，調整冷卻水壓力（不低于1 kg高于2.5 kg）。

3 空氣壓縮機的管理和維護

空氣壓縮機排量的提高，工作效率也隨之提高，為了使其空氣壓縮機工作的穩定性、安全性，增長使用壽命，作為使用者必須加強管理，使空氣壓縮機發揮出最佳的工作效率。應著手于以下幾個方面進行使用。

3.1 啟動前的檢查

啟動前必須認真仔細的檢查曲軸箱內油位。油位不得超過油標尺上線，也不得低于油標尺下線。冷卻水接通，必須保證冷卻水的暢通。空氣壓縮機的外部是否正常，移去妨礙空氣壓縮機工作的物件，接通空氣系統。具備啟動條件以后，使其投入工作。

3.2 保持空氣壓縮機的工作參數

（1）空壓機滑油壓力應保持在0.24～0.36 MPa之間。平時檢查曲軸箱內油位時。油位不得超過油表尺上線，也不得低于油標尺下線。

（2）大氣瓶壓力為3 MPa時，WP270的一級排氣壓力應為0.55～0.65 MPa，如果超過該值一級安全閥開啟，同時應檢查二級氣閥。如果壓力表值太低，則應檢查一級氣閥，但在任何情況下都不得任意調節安全閥。

（3）二級排氣溫度不超過120 ℃。

（4）冷卻水的溫度不應超過60 ℃。

（5）電動機帶動曲軸額定轉速為970轉/min。

3.3 監聽聲音

空氣壓縮機運行后，直接聽聲音辨別是否有不正常的震動或異常響聲，有無摩擦情況，可借助聽棒傾聽氣閥的聲音判斷工作情況。嚴密注意空氣壓縮機各部件的溫度是否正常。

3.4 空氣壓縮機氣缸及管道的密封性

我們知道氣缸泄漏及管路不嚴密對排量的影響比較大，因此，在管理中要定期檢查，保持密封性，隨時發現隨時解決。吸、排氣閥的密封，可根據各級排氣壓力來判斷泄漏情況；一級排氣壓力高，二級吸氣閥泄漏；一級排氣壓力低，一級吸氣閥泄漏、活塞環損壞、吸氣過濾器堵塞或管路上泄漏等。視情況進行排出，保證壓縮機的正常工作。

3.5 維護保養

定期或不定期進行空氣壓縮機維護保養。定期：利用每周設備加電時間維護保養；不定期：就是利用工作間隙進行維護。

第一次換油應在運轉50 h后，然后每運轉800 h換一次油，同時，應檢查一、二級組合閥的閥片和彈簧有無臟污和損壞。將每個閥的閥片和彈簧在煤油中充分浸泡后，可避免損壞。在清洗時應注意不損壞零件。特別是不損壞閥座和閥片的密封。已損壞的零件應及時更換，在組裝時應特別仔細。組裝完后應用一圓銷檢查閥片由于彈簧的作用能否運動自如。

每充滿一瓶氣應將分離器內的冷凝水放掉。在機器準備了自動開停車裝置時，機器每次停車時，分離器自動排放冷凝水。應定時檢查曲軸箱上的通氣閥。

參考文獻

[1] 孫培廷.船舶柴油機[M].大連：大連海事大學出版社，2002：78-90.

[2] WP60型空氣壓縮機說明書.南京壓縮機股份有限公司[Z].2014：11-15.

[3] 王鋒.幾種空壓機常見故障處理[J].設備管理與維修，2013（11）：14-16.