水冷型氯乙烯螺桿壓縮機運行異常判斷與處理

孫紅軍，杜超超

（陜煤集團榆林化學有限責任公司，陜西榆林 719000）

0 引言

在工業生產中，螺桿壓縮機因其操作方便、工況適應性強、對濕行程不敏感、耐液擊等原因而被廣泛使用。但隨著螺桿壓縮機的廣泛應用，螺桿壓縮機運行時表現出的各種設備故障與異常，成為行業設備管理人員關注的焦點。根據自身管理經驗，總結螺桿機運行中的異常現象，給出這些異常的原因及處理措施。

1 螺桿壓縮機的結構與運行機理

氣缸內裝有一對互相嚙合且轉向相反的陰陽轉子，陰陽轉子之間、機殼與轉子之間的間隙僅為50～100 μm。主轉子由發動機或電機驅動，陰轉子由主轉子通過噴油形成的油膜驅動，或由主轉子端和陰轉子端的同步齒輪驅動。轉子的長度和直徑決定壓縮機排氣量（流量）和排氣壓力，轉子越長，壓力越高；轉子間隙越大，流量越大[1]。

吸氣、壓縮、排氣過程：①轉子凹槽經過吸氣口時充滿氣體；②當轉子旋轉至轉子凹槽被機殼壁封閉，形成壓縮腔室；③當轉子凹槽封閉后，潤滑油被噴入壓縮腔室；④當轉子旋轉壓縮油氣混合物時，腔室容積減小；⑤當壓縮腔室經過排氣口時，油氣混合物從壓縮機排出。

轉子由軸承支撐，軸承由靠近轉軸端部的端蓋固定。進氣端由滾柱軸承支承，排氣端由一對止推軸承支撐以消除徑向載荷，并提供必須的軸向運行間隙。

2 螺桿壓縮機常見異常現象分析與處理措施

2.1 壓縮機不能啟動

當壓縮機經過大修或者系統停機后，在啟動壓縮機時發現壓縮機不能啟動的原因主要有以下方面：

（1）高、低壓電源存在異常。聯系作業人員通過控制機柜電源指示燈可以迅速判斷出高、低壓電源是否正常送電。若指示燈存在異常指示，則根據相應的異常信號進行解決。

（2）檢查壓縮機控制機柜故障燈是否閃爍，或者機柜屏幕是否有故障顯示。壓縮機機柜故障燈亮起通常有2種情況：①正常生產過程中因油氣過濾器、油氣分離器、空氣分離器、電機、潤滑油、電動調節閥等部件使用時間超過機柜設置時間，或者部件前后壓差超過設定值時，機柜運行報警甚至跳機連鎖，從而導致故障燈亮起；②高低壓電配電柜進行過檢修，或者機柜升級導致來自于高低壓電纜接線錯序，此時根據機柜錯誤編碼代號對應消除即可。對于第1種情況，當管理人員現場將機柜顯示的對應異常消除后，PLC機柜報警或者跳機聯鎖故障信號不會自動消除，此時壓縮機無法正常啟動。實踐發現，消除不同型號、不同廠家壓縮機機柜故障信號方法會有差異，但同廠家同系列螺桿壓縮機消除方法基本一致。

（3）進氣溫度過低導致機組低溫保護無法啟動。出現此異常最根本的原因，是外界溫度驟降引起介質溫度下降。排除此異常步驟：①檢查堿洗系統塔頂氣體排出溫度是否正常，在冬季室外溫度降低，目前行業又都在控制堿液單耗從而增加進塔水量；②檢查機前冷卻器和機前除霧器的出口溫度，若存在異常應該及時調整機前冷卻器冷卻水用量；③檢查壓縮機組介質進口溫度。建議冬季時適當提高堿洗和機前進氣溫度，使溫度控制在指標的上限。為不影響生產，可以短時間在機前管線放凈或者機組的分水器前，用蒸汽稍微加熱提高溫度。

2.2 壓力不能建立

針對壓縮機啟動后壓力建立不起來，導致機組聯鎖跳機的故障，可以從以下方面進行解決：

（1）檢查壓縮機油氣筒泄壓閥狀態，保證機組運行時該泄壓閥處于關閉狀態。

（2）檢查壓縮機進氣量是否滿足壓縮機運行最低氣量要求。導致壓縮機進氣量不足的原因有：①來自于合成系統的工藝氣體流量過低，此種情況一般是因為剛開車時壓縮機啟動臺數太多，或者前系統故障跳車或降量后沒有及時停壓縮機，或進氣濾芯堵塞、工藝管線漏氣引起；②壓縮機啟動后沒有及時打開進氣閥門。

（3）檢查壓縮機油氣通最小壓力閥是否正常。一般的機組在油氣筒氣體出口會設置最小壓力閥，當最小壓力閥沒有達到開啟壓力而打開時，油氣筒壓力建立不起來，整個壓縮機機組壓力也無法建立。

2.3 壓縮機機組排氣量不足

當運行人員發現壓縮機機組排氣量不足時，應該從以下方面著手解決：

（1）檢查此時工藝要求用氣量是否已經超過壓縮機機組額定排氣量，若超過了額定用氣量則應該考慮壓縮機擴容問題。

（2）機組系統漏氣與否，消除這些泄漏點。

（3）檢查機組進氣過濾器濾芯是否堵塞，若是這種原因導致的進氣不足，可以根據進氣濾芯前后壓差加以判斷。

（4）查看進氣閥和排氣閥是否完全打開，一般情況下機組排氣閥門應該全部打開，但是進氣閥門應該根據機組負荷調節合適的開度。

2.4 系統排氣溫度異常

當發現系統排氣溫度異常時，需要檢查的有：

（1）油氣筒內潤滑油是否足夠，這是導致壓縮機排氣溫度異常的主要原因。壓縮機機組出廠時，廠家都會根據機組轉子結構在油氣筒上設置油位指示器，常見的油位指示器有連通管式、高低位油窗、液位計等，作為運行人員應定期檢查油氣筒潤滑油液位。

（2）檢查機組通風條件和環境溫度。對于運轉設備而言，良好的機組通風條件和環境溫度至關重要。

（3）檢查油氣冷卻器冷卻水量是否滿足要求。一般運行期間的機組其冷卻水量必須處于合理的流量范圍，過小的冷卻水流量會導致機組內大量的潤滑油和部分氯乙烯介質得不到冷卻。

（4）在確保油氣冷卻器通暢的情況下檢查溫控閥是否正常。2017年，曾因廠家設備改型后溫控閥閥芯沒有及時換型，導致機組溫度過高引起的跳車事故。因此在檢查溫控閥時，除了檢查閥芯完整外，還應該測試在排氣溫度指標范圍內，溫控閥閥芯是否能根據溫度變化而伸縮，來決定是否更換溫控閥閥芯。

（5）根據PLC機柜油氣過濾器壓差來檢查油過濾器堵塞情況，若壓差太大則更換油氣過濾器即可。

（6）檢查壓縮機進排氣量。當壓縮機進氣量超過設計負荷時，此時油氣冷卻器冷卻水量及時開到最大也無法對機組內的潤滑油進行冷卻，此時需要降低壓縮機的進氣量。

2.5 停機后進氣過濾器吐油

壓縮機停機后發現進氣過濾器吐油，則應該在確保機組內壓力泄放的情況下檢查油停止閥是否關閉，若油停止閥不能關閉則應該拆機檢查油停止閥彈簧是否完好，其他部件是否正常可用。

2.6 排出氣體含油量大且耗油量大

當發現機組排出氯乙烯氣體含油量大且耗油量大時，應該從以下方面考慮：

（1）檢查潤滑油油位是否正常。當壓縮機系統內潤滑油油位過高，甚至超過油氣筒內油氣分離器地面時，排出的壓縮介質會攜帶大量的潤滑油，此時停機將多余的潤滑油排出回收即可。

（2）停機檢查壓縮機回油管是否堵塞，若堵塞清通即可。

（3）檢查并更換油氣分離器。判斷排出氣體含油量大且耗油量大，是否是油氣分離器破損導致，可以結合機后分油器和油氣分離器壓差來綜合判斷，當油氣分離器的壓差過小甚至沒有壓差，或者機后分油器排凈中有大量油份時，應該停機檢查該油氣分離器。

2.7 油氣筒潤滑油消耗大

根據管理經驗，油氣筒潤滑油消耗大的原因主要有油氣分離器損壞、油停止閥不能關閉、潤滑油變質、排氣溫度異常等原因。在排除此類故障時，首先根據機后分油器排凈和油氣分離器壓差來判斷出油氣分離器是否完好，當油氣分離器壓差在正常的區間內并且機后分油器排凈無潤滑油時，需要檢查排氣溫度，因為過高的排氣溫度會加快潤滑油的消耗和氧化。此時也需要結合油耗變大的程度來決定。長周期運行的設備若在運行期間油耗變大，基本不存在油停止閥導致的油耗問題。

2.8 壓縮機喘振嚴重

壓縮機喘振主要是由于壓縮機進氣量不足引起，但引起壓縮機進氣量不足的原因往往是多方面的，需要綜合考慮。從排除的難易程度和引起故障可能性大小來考慮，首先檢查前系統工藝氣體流量，緊接著檢查進氣過濾系統，最后檢查系統密封性。此異常和引起壓縮機壓力建立不起來類似，可以類比解決。

2.9 壓縮機機頭振動大

相較于活塞壓縮機依靠氣閥的吸排氣和氣缸與活塞的間隙周期變化來實現氣體的壓縮排出，螺桿壓縮機運行機理的優越性使得其在正常運行期間振動相對較小。因此，設備運行與管理人員更應該關注壓縮機，尤其是機頭轉子的振動。對于非原動機或電機引起的原因，即壓縮機本體造成的振動時，噴油壓力是一個判斷的分界線：①當噴油壓力正常時，需要考慮的是軸承和軸承保持架引起的故障；②當噴油壓力低于指標時，考慮進氣量、潤滑油量、油氣過濾器堵塞、油氣冷卻器堵塞等問題。前述中已經將進氣量、潤滑油量、油氣過濾器堵塞、油氣冷卻器堵塞等問題的判斷與消除加以說明，這里不再贅述。

這里需要明確一個事實，若因軸承保持架或軸承損壞引起的機頭振動，則這種振動不可逆，而且在機組運行時伴有異常聲音。若發現此情況，必須立刻停機檢查。

3 結語

做好設備定期維護與保養，及時高效處理異常，針對性強的預防措施對設備管理工作尤為重要。