LU90-8 型螺桿式空氣壓縮機常見故障分析與處理

張建光 趙志偉 陳天華

（長慶油田采氣一廠第五凈化廠，內蒙古 鄂爾多斯 017000）

一、概述

在石油及天然氣的儲存和運輸過程中，廣泛的使用各種管輸流體機械，用來增加流體的能量、克服流體的阻力，達到沿管路運送的目的。壓縮機是最常見的流體機械。輸送流體介質并提高其動能的機械稱為壓縮機。

二、工作原理及主要流程

（一）工作原理

LU90-8 型螺桿式空氣壓縮機是噴油單級螺桿壓縮機，采用聯軸器直接傳動，帶動主機轉動，通過容積縮小進行氣體壓縮，主機排出的空氣+油混合氣體經過油精分離器，將壓縮空氣中的油分離出來，再經過氣水分離器將水分分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣。

該空壓機是容積式壓縮機的一種，空氣的壓縮是靠裝置于主機內相互平行嚙合的陰陽轉子的齒槽之容積變化而達到，轉子副在與它精密配合的機殼內轉動使轉子齒槽之間的氣體不斷地產生周期性的容積變化而沿著轉子軸線由吸入側推向排出，完成吸入、壓縮、排氣三個工作過程。

（二）空氣流程

空氣→空氣過濾器→減荷閥→主機→油氣分離器→最小壓力閥→冷卻器→氣水分離器→出口（供氣）

氣水分離器分離出來的冷凝水經過自動排污電磁閥排放掉。

（三）潤滑油流程

潤滑油→分離油罐→溫控閥→冷卻器（或旁通）→油過濾器→主機。

空氣+油混合氣體在分離油罐內經過改變方向、旋轉，大部分的油被分離出來，剩余的小部分油再經過油精分離器被分離出來，這部分油被插入油精分離器內的管子抽出，經節流單向閥流入主機的低壓部分，節流單向閥的節流作用是使被分離出來的油全部被及時抽走，而又不放走太多的壓縮空氣，如果節流孔被堵，油精分離器內將積滿油，會嚴重影響分離效果；節流單向閥的另一個作用是防止停機時，主機內的潤滑油倒流入油精分離器內。

分離油罐內的熱油流入溫控閥，溫控閥根據流入油的溫度控制流到冷卻器和旁通油量的比例，以控制排氣溫度不至于過低，過低的排氣溫度會使空氣中的水分在分離油罐內析出，并使油乳化而不能繼續使用，最后油經過油過濾器后噴入主機。

潤滑油循環由分離油罐與主機低壓腔之間的壓差維持，為了在機器運行過程中保持油的循環，必須保證分離油罐內始終有0.2-0.3MPa 的壓力，最小壓力閥就是起到這一作用的。

三、常見故障分析

（一）主機排氣溫度過高原因分析

風冷型空壓機主機排氣溫度過高是困擾其正常運行的重要因素，正常情況下，空壓機的吸氣溫度≤40℃時，排氣溫度≤100℃。如果排氣溫度過高，潤滑油會出現積炭、積垢、酸化等變質現象，造成許多元件損壞，甚至燒毀主機。空壓機都設計有超高溫保護功能，一旦排氣溫度超過設定值時（110℃），空壓機就會自動切斷電動機電源，使其緊急停機。排氣溫度超高的原因有以下幾種可能：

1.系統缺油或供油不足。系統缺油或供油不足會使主機迅速升溫，造成排氣溫度過高，嚴重時使主機抱死燒毀。

2.冷卻器積灰。風冷型螺桿式空壓機主要靠冷卻器散熱，冷卻器表面積灰會影響散熱效果，造成空壓機排氣溫度過高。

3.溫控閥工作失靈或磨損。溫控閥安裝于冷卻器前方，其功能是維持排氣溫度于壓力露點以上，當溫度較低時，溫控閥支路開啟，主回路關閉，潤滑油不經冷卻器直接進入主機，待溫度升高時，溫控閥動作，部分潤滑油經過冷卻器冷卻后再進入主機，當溫度升高到70℃以上時，潤滑油則全部經過冷卻器冷卻再進入主機。溫控閥出現故障，使潤滑油無法經過冷卻器進行冷卻，從而油溫不斷升高，造成排氣溫度過高。其失靈的主要原因，一是閥芯上的熱敏彈簧疲勞后彈性系數改變，不能隨溫度變化而正常動作；二是閥體磨損，閥芯卡死或動作不到位等。

4.潤滑油品質差。螺桿式空壓機對潤滑油要求嚴格，劣質的潤滑油會產生積炭或乳化、堵塞油路、閥類動作失靈，造成空壓機排氣溫度過高，甚至造成整個系統癱瘓。

（二）停機后空氣過濾器吐油故障原因分析

過濾器吐油會造成濾芯污染、堵塞，降低濾芯的使用壽命，其主要原因是減荷閥動作不靈活造成。減荷閥靠活塞運動控制主機進氣，密封要求嚴格。

（三）排氣中含油量大、且耗油量大原因分析

空壓機排氣中含油量大，造成耗油量大，是空壓機運行耗油的主要原因有：

1.潤滑油油位過高。

2.回油管堵塞。

3.回油單向閥失控導致機組停機后油倒流回油精分離器，再次啟動就會造成跑油。

4.油精分離器濾芯損壞、破裂。

5.使用油品的型號不正確，產生過多泡沫；油變質或超期使用。

（四）排氣量不足和排氣壓力升不起原因分析

造成排氣量不足和排氣壓力升不起的原因有兩方面：

一是空壓機本身故障原因。首先檢查空氣過濾器是否堵塞，其影響著主機的進氣量；

二是檢查減荷閥運行情況，減荷閥卡死或動作不靈活也將影響主機進氣量，造成排氣量不足和排氣壓力升不起；

三是下游用氣量超過空壓機額定排氣量。

（五）空氣壓縮機軸承監測后軸承溫度正常，前軸承溫度超溫停機原因分析；

空氣壓縮機后軸承是受力做功部位，一般軸承監測到的溫度要比后軸承溫度要高；而空氣壓縮機運行過程中出現后軸承溫度正常，前軸承溫度超溫停機；造成的原因有兩種：

一是空氣壓縮機軸承溫度監測電子元件老化、損壞問題；

二是空氣壓縮機軸承溫度監測電子元件連接線路受電源線纜電磁的干擾造成監測數據出錯；

三是空氣壓縮機軸承長期運行維護不到位，造成軸承磨損。

四、故障處理措施

（一）主機排氣溫度過高故障

1.系統缺油或供油不足應在空壓機運行狀態下觀察，潤滑油油面低于最低油位應及時補充潤滑油；供油不足主要檢查油過濾器、油精分離器是否堵塞，兩部位均設有壓差發訊器，堵塞信息會在NEZA 顯示屏上有報警提示。工作環境較差，粉塵較多時，應縮短油過濾器、油精分離器的更換周期。

2.冷卻器積灰應根據工作環境定期清理冷卻器積灰，主要是換熱翅片間的積灰，同時加強進風口濾網的清理，風沙較大時間及時關閉好門窗。

3.溫控閥出現故障，首先判斷溫控閥失靈的主要原因，如果是閥芯上的熱敏彈簧疲勞后彈性系數改變，不能隨溫度變化而正常動作，需及時檢查修復閥芯上的熱敏彈簧運行正常；若是閥體磨損，閥芯卡死或動作不到位，需要將溫控閥及時更換。

4.針對潤滑油品質差。螺桿式空壓潤滑油必須使用合格的螺桿壓縮機專用油，同時還要滿足潤滑油有高的抗氧化穩定性能；高的高溫穩定性能；減少沉積油泥形成；減低起泡傾向，有利于分離；有高的自燃點及閃點，不易著火，閃點應大于200℃；傾點必須低于最低使用環境溫度5℃以下；有很好的抗腐蝕性能；使用壽命長。

（二）停機后空氣過濾器吐油故障

空氣過濾器吐油故障主要是減荷閥問題，減荷閥必須定期進行保養，以維持良好的工作狀態，保養時，需將零件拆下，檢查各磨擦表面的磨損情況，特別需注意檢查橡膠密封圈表面，有損壞或裂縫則須更換新件，在重新安裝時，各零件應清洗干凈，金屬零件的磨擦表面應涂上潤滑油。

（三）排氣中含油量大、且耗油量大故障

空壓機運行耗油的主要處理措施有：

1.空壓機運行潤滑油油位應保證在正常范圍內。

2.回油管堵塞不暢需及時清理或更換回油管。

3.回油單向閥失控導致機組停機后油倒流回油精分離器，再次啟動就會造成跑油。更換回油單向閥。

4.油精分離器濾芯應按期進行更換。

5.使用合格的專用潤滑油，使用正確型號潤滑油；油變質或超期使用需按期進行更換。

（四）排氣量不足和排氣壓力升不起故障

1.空壓機本身原因造成排氣量不足和排氣壓力升不起。首先檢查空氣過濾器是否堵塞，其影響著主機的進氣量，應根據使用環境和使用時間定期清理或更換空氣過濾器濾芯；

2.檢查減荷閥是否動作，減荷閥卡死或動作不靈活也將影響主機進氣量，造成排氣是量不足和排氣壓力升不起，要定期對減荷閥進行保養；

3.下游設備用氣量超過空壓機額定排氣量造成排氣量不足和排氣壓力升不起，需調整優化下游設備用氣量，或者重新評估下游工藝用氣量進行擴建。

（五）空氣壓縮機軸承溫度超溫、故障停機

空氣壓縮機后軸承是受力做功部位，軸承溫度監測是螺桿壓縮機重要參數，軸承運行好壞影響空氣壓縮機平穩運行，軸承故障分析處置尤為重要，如果是空氣壓縮機軸承溫度監測電子元件問題，應該定期檢查，及時更換監測電子元件；若是空氣壓縮機軸承溫度監測電子元件連接線路受電磁的干擾造成；在空氣壓縮機安裝施工時要考慮電磁的干擾，可以采取使用帶有屏蔽層電源線纜，同時做好軸承溫度監測電子元件及設備接地連接線路，消除電源線纜電磁的干擾產生的靜電。空氣壓縮機軸承長期運行維護不到位軸承磨損，需要按照設備管理制度定期保養維護，加強設備巡檢，發現異常及時維修更換。

五、總結

LU90-180 系列風冷型螺桿式空氣壓縮機具有優越而可靠的性能、振動小、噪音低、效率高、且運行管理費用較低等優點，在各領域得到了越來越廣泛的應用，熟悉掌握其工作原理以及常見故障的處理方法，將保證螺桿壓縮機安全、高效地運行。