噴油螺桿空壓機(jī)的維護(hù)

文/石芝鋒

噴油螺桿空壓機(jī)的維護(hù)

文/石芝鋒

噴油螺桿空壓機(jī)油分跑油原因分析及解決措施——本文以廣西欽州泰興石油化工公司公共系統(tǒng)空壓站儀表風(fēng)系統(tǒng)噴油螺桿空壓機(jī)出現(xiàn)的“機(jī)組跑油導(dǎo)致機(jī)組排氣溫度高報(bào)警、連鎖停機(jī)故障”為例，詳細(xì)分析常見(jiàn)噴油螺桿空氣壓縮機(jī)油分跑油的原因，并提出針對(duì)性、切實(shí)有效的處理措施，確保空壓機(jī)組的安全生產(chǎn)運(yùn)行。

在石油煉化行業(yè)，噴油螺桿空氣壓縮機(jī)作為一種先進(jìn)的空氣動(dòng)力設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用。它具有運(yùn)行可靠、效率高、壽命長(zhǎng)、氣量不受排氣壓力影響、運(yùn)行平穩(wěn)不發(fā)生喘振等優(yōu)點(diǎn)。但同時(shí)，噴油螺桿空壓機(jī)在日常生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，由于維護(hù)保養(yǎng)不到位，機(jī)組經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種故障，其中噴油螺桿空壓機(jī)發(fā)生氣源含油量高，機(jī)組跑油也是常見(jiàn)的故障之一，對(duì)機(jī)組的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的影響。空壓機(jī)組的油氣分離部件，也就是油分，是機(jī)組油氣分離的關(guān)鍵部件，其作用是將油氣混合物中的油和壓縮空氣分離出來(lái)，使油重新回到油循環(huán)系統(tǒng)，從而降低出氣含油量。一般用于噴油螺桿式空壓機(jī)的油分要求是經(jīng)過(guò)油分處理后的出口壓縮空氣殘油量≯3 ppm。若空壓機(jī)出口空氣含油量超標(biāo)機(jī)組耗油量大，機(jī)組跑油，空壓機(jī)出現(xiàn)跑油除了會(huì)污染后處理設(shè)備，如干燥機(jī)和精密濾芯，還會(huì)影響生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，以及導(dǎo)致某些生產(chǎn)設(shè)備不同程度的損壞。因此，針對(duì)性的對(duì)空壓機(jī)出現(xiàn)跑油現(xiàn)象進(jìn)行原因分析，并提出有效的處理措施，對(duì)指導(dǎo)空壓機(jī)組出現(xiàn)油分跑油故障的快速處理有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。

空壓機(jī)機(jī)組跑油導(dǎo)致排氣溫度高機(jī)組連鎖停機(jī)故障案例

1．機(jī)組故障事件描述

2017年 7月 20日 14：30，空壓站制氮系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)J-6004A在生產(chǎn)運(yùn)行中的突然連鎖停機(jī)，到現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報(bào)警。為了確保裝置生產(chǎn)的安全運(yùn)行，切換備用機(jī)組J-6004B,故障機(jī)組J-6004A停機(jī)檢修。

2．檢修情況簡(jiǎn)介

2017年 7月 20日 16：00，故障機(jī)組J-6004A進(jìn)行檢修，對(duì)機(jī)組進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

●油氣分離器潤(rùn)滑油油位低；

●機(jī)組出口壓縮空氣含油量高；

●在空壓機(jī)出口干燥機(jī)系統(tǒng)各排凝閥發(fā)現(xiàn)有好多潤(rùn)滑油。

從檢修的情況看，導(dǎo)致這次機(jī)組排氣溫度高報(bào)警連鎖停機(jī)原因主要為空壓機(jī)組油分跑油，致機(jī)組潤(rùn)滑油量逐步減少，滿足不了機(jī)組的冷卻和潤(rùn)滑要求，出現(xiàn)機(jī)組排氣溫度高報(bào)警連鎖停機(jī)故障。

空壓機(jī)組系統(tǒng)流程簡(jiǎn)圖

原因分析及解決措施

我司空壓站儀表風(fēng)系統(tǒng)使用的空氣壓縮機(jī)為某品牌132 kw機(jī)型的噴油水冷螺桿式空氣壓縮機(jī)，其排氣量為24 Nm3/min，排氣壓力為0.8 MPa,為加氫裝置儀表風(fēng)系統(tǒng)提供壓縮空氣。該機(jī)組為撬裝式低噪聲、單級(jí)、噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)。機(jī)組主要由螺桿壓縮機(jī)主機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油氣分離器、油冷卻器、氣冷卻器、氣液分離器、電氣控制箱以及氣管路、油管路、水管路和調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成。

其流程簡(jiǎn)圖如上圖所示，在油氣分離器7（兼作油箱）中大部分油通過(guò)旋風(fēng)分離方式從壓縮空氣中分離出來(lái)，分離出的油沉積在油氣分離器的下部，然后靠氣體壓力迫使受熱的潤(rùn)滑油通過(guò)油冷卻器9、油過(guò)濾器12及斷油閥11到達(dá)壓縮機(jī)機(jī)殼底部油槽，然后一部分潤(rùn)滑油噴入到機(jī)殼內(nèi)腔，潤(rùn)滑油的主要作用為起到降噪、潤(rùn)滑、冷卻和密封的作用；另一部分潤(rùn)滑油通過(guò)機(jī)殼內(nèi)部的各通道潤(rùn)滑各類軸承和齒輪。壓縮空氣中剩余的油通過(guò)油分筒旋風(fēng)分離，即在重力和離心力的作用下，使油氣混合氣中95%的油分離出來(lái)，滴落到油分桶里，剩余下5%的油通過(guò)油氣分離器濾芯過(guò)濾分離，分離出的集中于濾芯底部的少量潤(rùn)滑油通過(guò)回油管抽回到壓縮機(jī)殼體內(nèi)。噴入機(jī)殼內(nèi)的潤(rùn)滑油再與空氣混合，并被壓縮，再通過(guò)單向閥重新進(jìn)入油氣分離器。

其中空壓機(jī)油路系統(tǒng)主要包括下列部件：

a.油氣分離器7。油氣分離器的主要功能是通過(guò)旋風(fēng)分離（粗分）和油分濾芯（精分）將潤(rùn)滑油從壓縮空氣中分離出來(lái)，其下部兼作油箱，用于存儲(chǔ)潤(rùn)滑油。

b．?dāng)嘤烷y11。斷油閥裝于壓縮機(jī)機(jī)殼下部，利用壓縮機(jī)排口的氣體壓力打開(kāi)。在機(jī)組運(yùn)行時(shí)斷油閥始終是打開(kāi)的。其功能是在停機(jī)時(shí)能迅速切斷油路，避免從油氣分離器過(guò)來(lái)的油繼續(xù)噴入壓縮機(jī)主機(jī)內(nèi)，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從進(jìn)氣口噴出。

c．油過(guò)濾器12。油過(guò)濾器的作用是濾去潤(rùn)滑油中的雜質(zhì)，以保證潔凈的潤(rùn)滑油進(jìn)入主機(jī)工作腔和各潤(rùn)滑點(diǎn)。如果潤(rùn)滑油中含有雜質(zhì)，就會(huì)引起轉(zhuǎn)子型面、齒輪嚙合面和軸承的磨損，減少壓縮機(jī)主機(jī)的壽命。該機(jī)組采用集成溫度控制閥的油過(guò)濾器座，結(jié)構(gòu)緊湊，溫度控制閥作用是保證機(jī)組排氣溫度不低于溫度控制閥的設(shè)定溫度，以免壓縮空氣產(chǎn)生冷凝水，引起潤(rùn)滑油乳化變質(zhì)。當(dāng)溫度偏低時(shí)，潤(rùn)滑油通過(guò)溫度控制閥的常開(kāi)旁通口經(jīng)油過(guò)濾器、斷油閥直接進(jìn)入壓縮機(jī)，此時(shí)潤(rùn)滑油未經(jīng)冷卻。當(dāng)溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，溫度控制閥的旁通口關(guān)閉，潤(rùn)滑油進(jìn)入油冷卻器進(jìn)行冷卻，然后經(jīng)油過(guò)濾器、斷油閥進(jìn)入壓縮機(jī)。

噴油螺桿空壓機(jī)油分跑油原因分析及解決措施

噴油螺桿空壓機(jī)在日常生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中，空壓機(jī)油分跑油原因主要有以下幾個(gè)方面：油分質(zhì)量問(wèn)題、油分安裝不當(dāng)、空壓機(jī)系統(tǒng)故障以及油氣分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)有缺陷等。而在實(shí)際的使用過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)大部分的故障投并非油分的質(zhì)量問(wèn)題造成的。導(dǎo)致空壓機(jī)油分跑油的原因主要有以下幾點(diǎn)：

1.回油管路堵塞或安裝不當(dāng)。當(dāng)回油管路（包括回油管上的單向閥及回油濾網(wǎng)）有異物堵塞時(shí)，分離后凝聚在油分底部的機(jī)油就無(wú)法回到機(jī)頭，已經(jīng)凝聚的油滴又被氣流吹起，隨著分離后的空氣一起被帶走。這些異物通常是由安裝時(shí)掉落的固體雜質(zhì)造成。在更換、清洗、維修空壓機(jī)時(shí)，回油管未插到油分底部（參考：距油分底部弧心1～2mm較好），導(dǎo)致分離出來(lái)的機(jī)油無(wú)法及時(shí)回到機(jī)頭，積聚的機(jī)油會(huì)隨著壓縮空氣一起跑出去。

解決措施：

●停機(jī)，待油桶壓力泄放至零后拆下回油管的所有管件，將堵塞的異物吹出即可。安裝內(nèi)置油分時(shí)注意清理干凈油氣桶蓋，同時(shí)留意油分芯底部是否有固體顆粒殘留。

●停機(jī)，待泄壓歸零后，將回油管調(diào)整至合理高度（回油管距油分底部1～2 mm處，斜口的回油管可以插到油分底部）。

2.潤(rùn)滑油加油過(guò)多。加油量過(guò)多，超過(guò)正常油位（一般油位為1/2～2/3），油氣分離器分離效果不佳，部分潤(rùn)滑油會(huì)隨氣流帶走，導(dǎo)致耗油量過(guò)大。

解決措施：機(jī)組停機(jī)后，待油氣分離器桶內(nèi)氣壓泄放為零后，開(kāi)啟放油閥，將油排放至正常油位（一般油位為1/2～2/3）即可。

3.使用不合格的潤(rùn)滑油。螺桿空壓機(jī)都有高溫保護(hù)，其通常跳機(jī)溫度為110～120℃左右，而當(dāng)空壓機(jī)使用不合格的潤(rùn)滑油時(shí)，在排氣溫度高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)不同程度的耗油現(xiàn)象（一般溫度越高，耗油量越大），其原因是高溫時(shí)經(jīng)過(guò)油氣分離器桶初級(jí)分離后有部分機(jī)油微滴可與氣相分子具有相同的數(shù)量級(jí)，分子直徑≤0.01μm，油分難以將其捕捉分離，導(dǎo)致耗油量過(guò)高。

解決措施：查找引起高溫的原因，解決問(wèn)題降低溫度，選用質(zhì)量好的、合格的潤(rùn)滑油。

4.單向閥損壞。若回油單向閥損壞（由單向通變成雙向通），停機(jī)后油分罐內(nèi)壓則會(huì)將大量的潤(rùn)滑油通過(guò)回油管倒回油分內(nèi)部，下次機(jī)器運(yùn)行時(shí)，油分內(nèi)部的機(jī)油將無(wú)法及時(shí)吸回機(jī)頭，導(dǎo)致部分的機(jī)油隨著分離后的空氣跑到空壓機(jī)外（此種情況常見(jiàn)于未裝置油路截止閥和機(jī)頭排氣出口單向閥的機(jī)器）。

解決措施：拆下后檢查單向閥，如有雜物將其卡住，清理雜物即可，如單向閥已損壞，則更換新品。

5.最小壓力閥故障。若最小壓力閥的密封處有泄漏點(diǎn)或最小壓力閥提前開(kāi)啟（因各廠家設(shè)計(jì)開(kāi)啟壓力各有不同，通常范圍在3.5～5.5 kg/cm2之間），那么機(jī)器在運(yùn)行初期建立油氣罐壓力時(shí)間就會(huì)增長(zhǎng)，此時(shí)處于低壓狀態(tài)的氣體油霧濃度高，通過(guò)油分時(shí)流速快，油分負(fù)荷加重，分離效果降低，導(dǎo)致耗油量大。

解決措施：檢修最小壓力閥，必要時(shí)更換。

6.油氣分離罐設(shè)計(jì)不規(guī)范。若空壓機(jī)在設(shè)計(jì)油氣分離器時(shí)，初級(jí)分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，初級(jí)分離效果不理想，使進(jìn)油分前的油霧濃度含量很高，油分負(fù)荷過(guò)重，處理能力不足，導(dǎo)致油耗過(guò)高。

解決措施：對(duì)油氣分離器改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高初級(jí)分離的效果。

7.用氣量大，超負(fù)荷低壓使用。空壓機(jī)負(fù)荷低壓使用是指用戶使用空壓機(jī)時(shí)，排氣壓力并未達(dá)到空壓機(jī)本身的額定工作壓力，但基本能滿足某些企業(yè)用戶的用氣要求，例如：企業(yè)用戶增加了用氣設(shè)備，用氣量增大，使空壓機(jī)排氣量與用戶的用氣量無(wú)法達(dá)到平衡，假設(shè)空壓機(jī)額定排氣壓力8 kg/cm2，但實(shí)際使用時(shí)壓力只有5 kg/cm2甚至更低，這樣空壓機(jī)長(zhǎng)期處于負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，無(wú)法達(dá)到機(jī)器的額定壓力值，導(dǎo)致耗油量增大，其原因是在排氣量不變的條件下，油氣混合物經(jīng)過(guò)油分時(shí)流速加快，油霧濃度過(guò)高，使油分負(fù)荷加重，最終導(dǎo)致耗油量大。

解決措施：建議與廠家聯(lián)系，調(diào)換一款能匹配低壓使用的油分產(chǎn)品。

結(jié)語(yǔ)

空壓機(jī)跑油會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)出口空氣含油量超標(biāo)，機(jī)組耗油量大，會(huì)污染后處理設(shè)備，如：干燥機(jī)和精密濾芯，不僅影響生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致某些生產(chǎn)設(shè)備不同程度的損壞。因此，為了確保機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行，應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)組的日常和定期維護(hù)保養(yǎng)工作；機(jī)組要定時(shí)定點(diǎn)進(jìn)行巡檢點(diǎn)檢工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的隱患，確保機(jī)組的安全運(yùn)行。同時(shí)崗位操作人員要嚴(yán)格按照設(shè)備安全操作規(guī)程進(jìn)行操作，嚴(yán)禁違規(guī)操作。只有這樣堅(jiān)持科學(xué)的管理，才能降低設(shè)備故障率，才能降低設(shè)備維修和管理成本，確保設(shè)備的安全運(yùn)行，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

作者系廣西欽州泰興石油化工有限公司設(shè)備主管。