移動螺桿空壓機的典型故障及使用維護

黃龍

(攀鋼集團礦業有限公司 攀枝花鐵礦， 四川 攀枝花市 617063)

0 引言

某大型釩鈦磁鐵礦，露天開采結束后轉入地下采用無底柱分段崩落法開采，井下壓氣系統采用集中供氣方式，尖山采場開采標高為1200 m水平至1300 m水平，采用平硐+斜坡道汽車開拓運輸方案，年采出礦石150萬t。根據設計規范采用2套互相獨立的壓氣系統，一套用于井下生產供氣，主要供給采礦的掘進設備、裝藥設備及部分噴漿設備使用。由于井下溫度低，供風距離短，空壓機壓縮及使用效率得到提高并且避免了噪音擾民，在1200 m中段利用無軌設備維修間改為空壓機壓氣站。經用氣量校核，生產壓氣系統采用3臺移動螺桿空壓機，供風主管采用 Ф159 mm×6 mm 無縫鋼管相互連通。另一套用于安全避險“六大系統”中的壓風自救系統， 新建壓氣站布置在1312 m無軌斜坡道工業場地內，采用3臺螺桿式空壓機，2用1備，由于在安全避險情況下才使用，壓氣站不配置儲氣罐，在每臺空壓機出氣口后部增加1套壓縮空氣凈化裝置，供風主管采用Ф159 mm×5 mm，由壓氣站接管后通過1312 m～1200 m無軌斜坡道，分3路DN100支管分別進入1300 m中段、1280分段及1200中段，同時在井下設有74套自救裝置，確保在緊急情況下保障作業人員的安全。

螺桿空壓機在礦山井下開采中的作用，不僅供井下生產用氣，同時供安全避險“六大系統”中的壓風自救用氣。因此，針對常見的螺桿空壓機故障，總結檢修維護經驗，對礦山安全生產具有不可或缺的作用。

1 螺桿空壓機工作原理

螺桿空壓機主要由主機和輔機2大部分組成，主機包括螺桿空壓機主機和電機系統，輔機包括氣路調節系統、冷卻分離系統、控制電氣系統等。

該礦螺桿空壓機主機采用2級螺桿方式，具有效率高，節能明顯等特點。

在氣路調節系統中，空氣經進氣過濾器濾去塵埃、雜質之后，經過進氣控制閥進入空壓機的吸氣口，并在壓縮過程中與噴入的潤滑油混合。經壓縮后的油氣混合物經止逆閥被排入油氣分離器中，經一、二次油氣分離，再經過最小壓力閥、后冷卻器和氣水分離器后被送入壓氣系統中，排氣量為26.2 m3/min、壓力為 0.7 MPa～0.75 MPa，功率為 132 kW。

在冷卻分離系統中，當空壓機正常運轉時，油氣分離桶中的潤滑油依靠空壓機的排氣壓力和噴油口處的壓差維持其在回路中的流動。潤滑油在此壓差的作用下，經過溫控閥進入油冷卻器，再經過油過濾器除去雜質微粒后，通過斷油電磁閥，潤滑油被噴入空壓機主機，起到潤滑、密封、冷卻和降噪的作用。

2 典型故障及檢修維護

2.1 排氣溫度高故障及檢修維護

檢修前先確認壓氣站室內溫度是否在許可范圍內，通風條件是否良好，同時空壓機油位是否在正常狀態。首先確認螺桿空壓機溫度傳感器及智能控制系統是否有故障，檢查時可以用另外的測溫儀器進行校對。如果確認溫度傳感器及智能控制系統無問題，進一步檢查油冷卻器進出口的溫差，正常溫差應該在5℃～10℃之間。溫差如果大于此范圍，說明空壓機油流量不足，油路存在堵塞情況或溫控閥失效未完全開啟。檢查機油濾清器及溫控閥是否正常，可以取下閥芯，封閉溫控閥的一端，強迫空壓機油全部通過冷卻器，如果溫度仍然較高，就有可能是油路存在異物堵塞的情況。

如果冷卻器溫差小于正常范圍，證明是冷卻器散熱不良，檢查散熱器是否結垢，散熱風扇是否異常導致風量不足，散熱器內部是否存在較多油垢，一般清洗可以解決故障，清洗后也容易發現冷卻器滲油情況。

如果冷卻器溫差在正常范圍，空壓機排氣溫度依然偏高，說明空壓機機頭的發熱量較大，超出正常范圍，應檢查空壓機是否存在超壓運行，空壓機油是否滿足技術要求，油質是否老化變質，空壓機主軸軸承運行是否正常，甚至是否存在端面摩擦現象。螺桿空壓機采用冷卻潤滑油密閉循環，如果長時間處于高溫下運行，會出現不同程度的積碳、積垢現象，導致電磁閥及溫控閥等失效。使用中要加強油路系統的日常保養及點檢，及時更換或添加空壓機油、更換空氣濾芯及油過濾器等。更換空壓機油時要等空壓機運行剛結束油還是熱的時候更換才能取得比較好的效果。在點檢工作中要關注油溫和油位的變化，特別是冷卻器進出口油溫的變化，同時要定期檢查油位，如油不足時應及時進行添加，如加油周期頻繁，經常出現油不足的現象，就有可能是管路存在泄漏或油分離器濾芯損壞造成隨風帶油現象。

2.2 主軸燒損故障及檢修維護

主軸燒損是螺桿空壓機比較嚴重的故障，處理不正確很可能導致空壓機內部結構嚴重受損，甚至造成螺桿空壓機主機報廢。主軸燒損主要由以下幾方面原因造成。

（1）轉子異常位移是造成空壓機主軸燒損的主要原因，一方面由于轉子長期運行產生磨損導致螺桿空壓機運轉不平衡卡死。另一方面由于螺桿空壓機長期運行或軸承安裝不當，導致主軸兩端向心軸承間隙逐漸擴大，從而使主軸產生軸向或橫向竄動，尤其是陽轉子運轉間隙過大時，容易導致異常竄動發生，如果不能及時發現會導致主軸燒損。

（2）空壓機油質量不合格也會導致螺桿式空壓機主軸燒損，空壓機油對于螺桿式空壓機運行主要起冷卻和潤滑作用，一旦空壓機油出現質量問題就會造成螺桿空壓機長期運行后機體中殘存的雜質增多，嚴重影響螺桿空壓機的正常運行。

（3）異物進入螺桿空壓機機體也會導致機體磨損加劇從而導致主軸燒損。

針對螺桿空壓機主軸燒損的以上原因，必須加強空壓機運行的日常管理，建立定期的維修保養機制和相應的維修技術標準，做好日常點檢工作，及時對主軸及軸承進行維修保養。定期更換易損件，如空氣濾芯、油濾芯等。加強潤滑油質量的檢查，如不足及時補充。改善空壓機在井下工作環境中的空氣質量，加強井下通風作業，如遇井下附近有爆破作業時必須停止空壓機，待炮煙排凈后才能再次運行。

2.3 不加載故障及檢修維護

螺桿空壓機在作業中或啟動時出現不加載或自動停機加載時間短建立不了額定壓力的現象，主要有以下原因：

（1）管路上氣壓超過控制器設定的額定負荷壓力，導致壓力調節器斷開。

（2）最小壓力閥失效，加載時無動作導致高溫壓縮空氣無法進入冷卻器。

（3）油分離器與卸荷閥間的控制管路上存在泄漏。

若管路上氣壓超過額定負荷壓力，首先檢查空壓機額定壓力設定是否正確，也可進行手工調節來排除智能控制器的故障，當管路上的壓力低于額定負荷壓力時，空壓機會自動加載；若最小壓力閥失效，拆下檢查或替換進行檢查，如無法修理必要時進行更換；如果分離器與卸荷閥間的控制管路上存在泄漏，應檢查管路及連接處，及時進行修補。

3 結論

結合尖山采場日常使用、檢修維護、管理等實踐經驗，對移動螺桿空壓機常見故障排除進行認真總結歸納，螺桿空壓機排氣溫度高、主軸燒損、不加載是地下開采壓氣系統常見故障。加強日常運行維護及設備點檢工作，做好常規耗件的儲備及修舊利廢，可降低維護成本和維修強度，延長螺桿空壓機的無故障運行時間，大大提高設備運行的可靠性，確保地下開采生產的正常進行。