螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行常見(jiàn)故障分析及處理策略

張 雷

（大慶油田化工有限公司東昊分公司表活劑廠，黑龍江大慶 163712）

螺旋式空氣壓縮機(jī)屬于高速回轉(zhuǎn)容積式的壓縮機(jī)，在縮小工作容積的同時(shí)壓縮氣體，僅具備兩高速回轉(zhuǎn)螺桿轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)部件，兼具回轉(zhuǎn)式壓縮機(jī)與往復(fù)式壓縮機(jī)優(yōu)勢(shì)，運(yùn)轉(zhuǎn)相對(duì)平穩(wěn)且質(zhì)量輕、運(yùn)行效率相對(duì)較高，因而被廣泛應(yīng)用于壓縮機(jī)行業(yè)中。而螺旋式空氣壓縮機(jī)在實(shí)際應(yīng)用期間，若維護(hù)措施不合理抑或是操作有誤，很容易引發(fā)一系列設(shè)備故障，影響使用壽命，不利于機(jī)組運(yùn)行的正常性。同時(shí)，螺旋式空氣壓縮機(jī)機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以發(fā)生老化與故障的概率更高。由此可見(jiàn)，深入研究并分析螺旋式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行常見(jiàn)故障與處理策略十分有必要。

1 螺旋式空氣壓縮機(jī)工作原理

在螺旋式空氣壓縮機(jī)實(shí)際運(yùn)作的過(guò)程中，會(huì)涉及吸氣、密封、輸送、壓縮與排氣的過(guò)程[1]。其中，空氣壓縮機(jī)借助進(jìn)氣過(guò)濾器對(duì)周?chē)諝膺M(jìn)行有效吸入，使其能夠進(jìn)入到主機(jī)內(nèi)部，而陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子則在嚙合運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，使得主機(jī)內(nèi)部容積得以改變，而腔內(nèi)在持續(xù)噴油，對(duì)螺桿進(jìn)行潤(rùn)滑處理并有效冷卻，進(jìn)而在受熱以后形成油氣混合物。待其升溫升壓以后，就會(huì)經(jīng)過(guò)排氣單向閥進(jìn)入油氣分離器，而主機(jī)的腔內(nèi)油則會(huì)經(jīng)油氣分離器的作用和壓縮空氣分離，并在冷卻處理后返回至主機(jī)，以實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用的目標(biāo)[2]。在油氣分離器內(nèi)部空氣下降至最低壓力的情況下會(huì)開(kāi)啟最小壓力閥，而在高溫壓縮空氣進(jìn)入以后，冷卻器啟動(dòng)進(jìn)行冷卻處理，最終即可獲得壓縮空氣。

2 螺桿式空氣壓縮機(jī)運(yùn)行常見(jiàn)故障與處理策略

2.1 主機(jī)的排氣溫度偏高

如果機(jī)房溫度處于容許范圍且油位正常，應(yīng)對(duì)設(shè)備測(cè)溫元件故障進(jìn)行排除，一般可使用另一測(cè)溫儀器加以校對(duì)。若確定測(cè)溫元件沒(méi)有問(wèn)題，即可對(duì)油冷卻器的進(jìn)出口溫度差進(jìn)行檢查，一般數(shù)值應(yīng)控制在5～8℃。若溫度差超出此溫度范圍，即可代表機(jī)油的流量不充足，油路出現(xiàn)堵塞，抑或是溫控閥尚未全部開(kāi)啟，因而要對(duì)機(jī)油濾清器展開(kāi)相關(guān)性檢查[3]。部分空氣壓縮機(jī)的機(jī)型，需要將有機(jī)油流量調(diào)節(jié)到最大狀態(tài)，對(duì)溫控閥的狀態(tài)進(jìn)行檢查，將閥芯取下后，將溫控閥的一端封閉處理，迫使機(jī)油經(jīng)冷卻器。若采取以上措施仍未解決主機(jī)排氣溫度偏高的故障，即可對(duì)油路被異物堵塞的可能性加以考慮。

若溫度差未超出容許范圍，即證實(shí)為散熱不良。為此，要檢查水冷機(jī)，了解其進(jìn)水量是否充足，或者是進(jìn)水的水溫是否偏高，冷卻器是否結(jié)有水垢。同時(shí)，要對(duì)風(fēng)冷進(jìn)行檢查，了解風(fēng)量是否充足、散熱風(fēng)扇異常與否、散熱器是否干凈、風(fēng)扇是否存在故障等。若溫度差仍處于容許范圍，而設(shè)備溫度始終偏高，即證明其機(jī)頭發(fā)熱量已經(jīng)超出容許范圍，需要對(duì)超壓運(yùn)行狀態(tài)加以檢查，或者是檢查油質(zhì)的老化情況、端面是否有摩擦或者是機(jī)頭是否存在軸承問(wèn)題等[4]。如果空氣壓縮機(jī)存有斷油閥，同樣要對(duì)其故障情況進(jìn)行檢查。若斷油閥有故障發(fā)生，通常會(huì)在開(kāi)機(jī)時(shí)跳閘，且溫度顯著提高。

2.2 運(yùn)行溫度高、噴油量不足、油路堵塞

2.2.1 原因分析

螺桿式空氣壓縮機(jī)選擇了冷卻潤(rùn)滑油封閉循環(huán)的運(yùn)行模式，若運(yùn)行期間的溫度偏高（75～88℃），很容易引起油品積炭、酸化或者是積垢等變質(zhì)問(wèn)題。在積炭的影響下，油路元件會(huì)被嚴(yán)重?fù)p壞，進(jìn)而出現(xiàn)油路堵塞的故障，降低換熱效果。

2.2.2 處理策略

一般可對(duì)油路系統(tǒng)進(jìn)行必要的保養(yǎng)，對(duì)潤(rùn)滑油、油分元件、油濾以及空濾等加以更換。特別是水冷機(jī)型，要選擇水垢清洗劑對(duì)其水路系統(tǒng)加以浸泡[5]。在清洗油路的過(guò)程中，需使用積炭清洗劑。各機(jī)器內(nèi)會(huì)存儲(chǔ)45.46m3的壓縮機(jī)油，將4.546m3的濃縮液加入其中，在壓縮機(jī)潤(rùn)滑油排出量充足的情況下即可向儲(chǔ)存箱內(nèi)加入。隨后，壓縮機(jī)需要連續(xù)運(yùn)行40～60h，為避免懸浮污染物出現(xiàn)再次沉積的情況，在油溫較高的時(shí)候就要將壓縮機(jī)內(nèi)部潤(rùn)滑油全部排出。經(jīng)處理后，螺桿式空氣壓縮機(jī)的運(yùn)行溫度顯著下降，且能夠在高溫條件下運(yùn)行。

2.3 出氣口跑油

（1）如果是油位偏高，即機(jī)油注入量超標(biāo)，此時(shí)應(yīng)將壓力卸除以后排油，并達(dá)到正常位置即可。

（2）回油管被堵死，應(yīng)立即進(jìn)行檢查并加以更換。

（3）安裝回油管質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，即回頭管和油分離芯底距離不達(dá)標(biāo)，此時(shí)應(yīng)及時(shí)加以調(diào)整。

（4）油變質(zhì)抑或是超出使用期限，應(yīng)立即更換。

2.4 陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子和缸體抱死并燒損

在解體檢查螺桿式空氣壓縮機(jī)的主機(jī)時(shí)，發(fā)現(xiàn)與排氣端接近的主機(jī)，因潤(rùn)滑度不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的表面和缸體發(fā)生接觸，經(jīng)摩擦后溫度升高，最終燒損抱死。若供油不暢通，則要對(duì)排氣逆止閥進(jìn)行檢查，一般會(huì)因彈簧震斷的因素而導(dǎo)致反氣并且頂住進(jìn)油口[6]。對(duì)此故障，要對(duì)燒損的部位進(jìn)行打磨處理，對(duì)主機(jī)的軸承以及出氣逆止閥加以更換。另一主機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)相對(duì)靈活且潤(rùn)滑狀態(tài)理想，同樣可對(duì)軸承加以更換。在處理過(guò)程中，應(yīng)對(duì)減荷閥上方的電磁閥安裝部位加以改變，以免主機(jī)發(fā)生震動(dòng)而導(dǎo)致電磁閥功能喪失。通過(guò)增加冷卻器的容量（+30%），可使主機(jī)運(yùn)行的實(shí)際溫度下降。通過(guò)對(duì)電腦控制板的改變，選擇良好性能的單片機(jī)，并且要將通用的PLC 控制器及時(shí)淘汰。

2.5 壓縮機(jī)不加載

引發(fā)以上故障的主要原因體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）氣管路壓力高于額定負(fù)荷的壓力，且壓力調(diào)節(jié)器斷開(kāi)。（2）分離器和卸荷閥之間的控制管路發(fā)生泄漏，對(duì)管路與連接部位應(yīng)進(jìn)行檢查，如果有泄漏應(yīng)立即采取修補(bǔ)措施。

（3）最小壓力閥功能喪失，加載狀態(tài)下不發(fā)生動(dòng)作，導(dǎo)致溫度較高的壓縮空氣難以進(jìn)入到冷卻器內(nèi)部。

針對(duì)以上故障，如果氣源壓力比額定壓力高，可不采取處理措施。若氣管路壓力比壓力調(diào)節(jié)器加載壓力低，則壓縮機(jī)會(huì)自動(dòng)化完成加載。如果是最小壓力閥失效，需將其拆下并進(jìn)行系統(tǒng)檢查，如果有必要應(yīng)加以更換。若分離器和卸載閥之間的控制管理發(fā)生泄漏故障，則需要對(duì)管路與連接部位進(jìn)行系統(tǒng)檢查，確定泄漏后要立即采取修補(bǔ)措施[7]。

2.6 機(jī)油劣化

大部分空氣壓縮機(jī)機(jī)房在電除塵與煙氣脫硫裝置下方位置設(shè)置，運(yùn)行環(huán)境條件不理想，使得空氣的含塵量過(guò)大。同時(shí)，在運(yùn)行狀態(tài)下，空氣壓縮機(jī)的機(jī)油劣化問(wèn)題頻繁發(fā)生，且過(guò)濾器容易被堵塞，導(dǎo)致?lián)Q油周期明顯縮短，直接增加了維護(hù)成本的支出。

在處理方面，應(yīng)重點(diǎn)對(duì)機(jī)房周邊環(huán)境條件加以改善，確保空氣的干凈與清潔。同時(shí)，潤(rùn)滑油的選擇要合理，并且構(gòu)建健全的空氣壓縮機(jī)潤(rùn)滑油采購(gòu)以及檢驗(yàn)等管理體系。另外，應(yīng)保證供油量適中，如果潤(rùn)滑油量過(guò)多，很容易產(chǎn)生積炭的現(xiàn)象。但供油量同樣不能過(guò)少，以免影響轉(zhuǎn)子與缸體的潤(rùn)滑效果，進(jìn)而出現(xiàn)燒缸的故障。在維修護(hù)理方面，應(yīng)注重檢查與清掃的作用，如果使用全合成油，需在空氣壓縮機(jī)運(yùn)行6000-800h完成更換工作。

2.7 排氣壓力不高

在對(duì)此故障進(jìn)行診斷的過(guò)程中，應(yīng)首先對(duì)分離前與分離后的手動(dòng)閥和壓力表漏氣情況進(jìn)行檢查。若確定漏氣，應(yīng)對(duì)手動(dòng)閥加以更換，抑或是將泄漏故障及時(shí)排除。對(duì)加卸載電磁閥的漏氣情況進(jìn)行檢查，若確定為漏氣，需及時(shí)將故障排除。如果有必要，還應(yīng)當(dāng)對(duì)加卸載電磁閥加以更換。另外，對(duì)進(jìn)氣閥是否全部開(kāi)啟加以檢查，若開(kāi)啟需對(duì)電磁閥與進(jìn)氣閥機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查。如果電磁閥有漏氣現(xiàn)象，需確定具體原因后及時(shí)更換。對(duì)壓力開(kāi)關(guān)上下限的狀態(tài)進(jìn)行檢查，若出現(xiàn)異常，應(yīng)對(duì)壓力開(kāi)關(guān)及時(shí)調(diào)整，如果有必要立即加以更換。

2.8 耗油量偏高

對(duì)疏水閥排放冷凝水的含油量進(jìn)行檢查，如果含油量偏高，需對(duì)機(jī)組內(nèi)部的泄漏點(diǎn)進(jìn)行檢查，及時(shí)進(jìn)行排除處理。同時(shí)，對(duì)壓縮機(jī)油位的高度實(shí)施檢查，若油位偏高，應(yīng)使其油位下降。另外，對(duì)最小壓力閥的開(kāi)啟壓力進(jìn)行檢查，是否處于550～650kPa 之間。若壓力不在最佳范圍內(nèi)，需對(duì)故障進(jìn)行排除。若壓力正常卻運(yùn)行異常，則要對(duì)閥門(mén)加以更換。并對(duì)回油管的堵塞情況進(jìn)行檢查，若存在堵塞問(wèn)題，應(yīng)對(duì)回油管加以清洗或者是更換。對(duì)油氣分離器內(nèi)芯進(jìn)行檢查的時(shí)候，如果發(fā)生破損問(wèn)題，或者是超出使用周期，則要對(duì)油分離器進(jìn)行更換。

2.9 機(jī)組電流偏大

若螺桿式空氣壓縮機(jī)在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)下，電壓過(guò)低抑或是接線部位出現(xiàn)松動(dòng)，均容易使機(jī)組壓力高于額定數(shù)值，進(jìn)而導(dǎo)致運(yùn)行的壓力過(guò)大，增加運(yùn)行故障發(fā)生概率。另外，因油層過(guò)度堆積而堵塞油氣分離器芯，會(huì)對(duì)壓縮氣體循環(huán)利用的效果產(chǎn)生不利影響，致使排氣的溫度偏高，進(jìn)而自動(dòng)停止運(yùn)行。對(duì)此故障進(jìn)行排查的過(guò)程中，要加大清洗油氣分離器芯的力度。如果運(yùn)行的壓力差值超過(guò)0.1MPa，抑或是超過(guò)開(kāi)機(jī)初始數(shù)值三倍，則要對(duì)油氣分離器芯予以及時(shí)更換。

2.10 壓縮機(jī)加卸載過(guò)于頻繁

引發(fā)以上故障的原因集中體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）后處理部分過(guò)濾器出現(xiàn)堵塞，進(jìn)而導(dǎo)致主機(jī)頻繁加載、卸載，因而要對(duì)過(guò)濾器濾芯進(jìn)行必要檢查，如果過(guò)期抑或是阻塞，應(yīng)及時(shí)加以更換。

（2）電腦的控制程序設(shè)置缺乏合理性，一般應(yīng)保證加卸載的壓力帶壓差超過(guò)0.1MPa。

（3）氣路內(nèi)部閥門(mén)出現(xiàn)堵塞同樣會(huì)增加卸載發(fā)生頻率。

（4）機(jī)組內(nèi)部的氣冷卻器或后置冷卻器的氣路受阻不暢通，使得氣量明顯降低，因而要對(duì)冷卻器進(jìn)行必要清理抑或是更換。

（5）系統(tǒng)所配置儲(chǔ)氣罐不合理，應(yīng)保證其容積式產(chǎn)氣量

20%。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，螺桿式空氣壓縮機(jī)的性能優(yōu)越，且管理費(fèi)用不高，因而被廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，而日常運(yùn)行故障與處理策略也備受關(guān)注。對(duì)于螺桿式空氣壓縮機(jī)而言，其油氣分離系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及回流系統(tǒng)的作用十分重要，只有確保其處于正常運(yùn)行狀態(tài)，才能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機(jī)的正常運(yùn)行。