淺談空壓機輔機的配置及維護

郭守征，李卓然

(山東魯抗醫藥股份有限公司，山東 濟寧 272021)

1 引言

空壓機輔機是壓縮空氣系統的重要組成部分，輔機設備配置、維護得當，可以大大延長空壓機本體的檢修周期，最大限度發揮空壓機的效能。在實際工作中，因空壓機輔機運行不穩定，常會造成空壓機異常停機或運行成本上升，給公司生產經營造成不利影響。本文就空壓機輔機配置原則及維護保養作簡要介紹。

2 空壓機輔機系統的組成

空壓機輔機主要包括進氣(或吸氣)過濾器、熱能回收器、空氣冷卻器、氣水分離器、緩沖罐等，由于油站為空壓機各部件時刻提供潤滑油，本文暫不把油潤滑系統列入空壓機輔機裝置。下面簡要介紹各輔機裝置的結構型式及在空壓機系統中發揮的作用。螺桿空壓機相對體積較小，多為撬裝結構，其空氣過濾器多數安裝在空壓機的進氣管路上，由不銹鋼楔形條狀濾網及優質碳鋼筒體組成，過濾精度一般為1 μm，主要作用是濾除進入空壓機的空氣中部分灰塵顆粒，保護轉子部件，減少磨損，同時保證空壓機輸出空氣的品質。速度式空壓機(如離心式、軸流式)空氣流量較大，過濾器多數為自潔式空氣過濾器，由于該過濾器過濾效率可達99.99%，空氣阻力小，檢維修方便等優點被廣泛使用。熱能接收器主要為考慮空壓機余熱回收而設置，利用空氣被壓縮后溫度升高，借助熱能回收器將高溫空氣的熱量傳遞給循環流動的水介質，該設備結構型式為列管式，一般水走管層、熱空氣走殼層，對于空壓機排氣溫度低于100 ℃時，不再考慮設置熱能回收器。空氣冷卻器是為了滿足生產工藝對壓縮空氣品質的要求而設置，其目的是降低壓縮后空氣的溫度，從而降低空氣中的水分；空氣冷卻器的結構型式多數為殼管式換熱器，水走管層，空氣走殼層。氣水分離器是將空氣中的液滴分離出來，確保輸送出去的空氣不含液態水分，氣水分離器按照其工作原理分為擋板式分離器、過濾式分離器和旋風分離器等，在大型速度式空壓機空氣后處理中，內含不銹鋼絲網的氣水分離器往往也被廣泛使用。對于空氣緩沖罐主要應用在活塞式空壓機或螺桿式儀表空壓機上，其作用是起到穩定管網壓力的作用。

3 空壓機輔機配置的原則

吸氣過濾器的配置應按照進風阻力小、過濾效率高、易于維護維修等原則進行，自潔式過濾器恰好滿足該要求。為降低空氣環境質量對空氣過濾器的影響，建議空氣過濾器安裝在室內陰涼處，廠房進風口安裝百葉窗或過濾網，確保進入壓縮機的空氣溫度、空氣潔凈度相對穩定，有助于空壓機經濟運行和安全穩定運行。

空壓機熱能回收器的配置應充分考慮熱水的水質，如果無法確保進入熱能回收器的熱水為去離子水或純化水，換熱管的材質避免使用不銹鋼，通常采用20#鋼可以保證換熱器的安全穩定運行。建議熱能回收器內的熱水進行閉路循環，借助換熱站將空壓機的余熱間接轉移到余熱的使用點。另外空壓機熱能回收器的設計應盡量減少空氣的流動阻力，在結構上便于換熱管的清洗維護，為避免熱能回收器內熱水發生沸騰產生蒸汽對換熱管的影響，需要在熱能回收器熱水側安裝相應的自動放氣閥和安全閥。對于多級壓縮帶有級間冷卻器的空壓機，若最終排氣溫度低于100 ℃時，可不必考慮設置熱能回收器。

空氣冷卻器的配置應按照少使用高品質的降溫水(如7 ℃的冷水)，多使用成本低的循環水，達到降低空氣總成本的目的，此時空冷器設計時，換熱面積要有足夠的余量；另外空冷器的空氣流動阻力也是影響空壓機電耗的重要因素，采用合理的結構設計，盡量降低空氣阻力，對于單臺空冷器若換熱面積較大，也可以采用2臺或多臺并聯的方式選配，此時應注意空氣的合理分配，確保各空冷器空氣流量均衡，避免采用多個空冷器串聯，這樣會增加空氣的阻力，造成空壓機電耗的升高；對于空冷器使用2種降溫水時，可以在空冷器降溫水的進出口管道上分別設置三通管，通過調整相關閥門切換不同的冷卻水，達到系統經濟運行的目的。為方便維護，空氣冷卻器結構型式建議采用殼管式固定管板列管換熱器，方便換熱管黨的清洗，換熱管材質可以使用銅管或不銹鋼管。

氣水分離器的材質盡量使用不銹鋼材質，避免水汽腐蝕碳鋼產生的銹垢影響空氣質量。氣水分離器可以與空氣冷卻器做成一個整體，也可單獨設置。氣水分離器底部設置可靠的自動疏水裝置，能夠實現凝水及時排出，避免采用使用截止閥常開方式排出凝水，這樣會造成較大的空氣損失。

對于連續大流量供氣的空壓機，無需設置空氣儲罐；對于活塞式空壓機、螺桿式儀表空壓機等產氣量相對小，且用氣端使用空氣不穩定的情況，有必要安裝空氣儲罐，以達到穩定外供空氣壓力的作用?？諝鈨薜撞吭O置排污閥，以便定期排出空氣凝水等。

4 空壓機輔機的運行維護

吸氣過濾器的維護：為減少空氣質量對吸氣過濾器的影響，要求當班人員保持過濾器周圍地面的環境衛生，無積塵、柳絮等；其次在過濾器進風口區域增加過濾網，減少空氣中絮狀物質進入到濾芯表面，要求崗位值班人員做好過濾網表面積塵的清理；根據空壓機進口的吸氣壓力數值，及時對過濾器芯進行清潔或更換。理論計算可知，早期空氣濾芯發生堵塞，會造成空壓機電耗升高，若堵塞進一步加大，直接影響空壓機的進氣量，空壓機的效能大大較低。因此，保證空壓機進氣過濾器的暢通有助于空壓機的安全經濟運行。

熱能回收器與空氣冷卻器的維護：由于2種設備均屬于殼管式換熱器，保證換熱管的清潔是換熱器效能得以最大發揮的前提，因此做好熱水、降溫水的水質控制十分必要。同時根據進出換熱器的降溫水(或熱水)的溫差大小可以判斷換熱管清潔情況，一旦換熱管出現臟堵，需要立即進行清刷。另外在日常巡查或空壓機停機檢修時，格外關注換熱器空氣側是否出現大量水分，一旦出現即可判斷換熱管出現泄漏，需要立即停機消缺。另外在生產中還會出現換熱器水側封頭隔板腐蝕泄漏或隔板密封條老化或脫落造成熱水(或冷卻水)在封頭內走短路，其表現為熱水(或降溫水)溫差減少，出換熱器的空氣溫度升高，出現該情況，需要停機對換熱器進行檢修。

氣水分離器的維護：一是保證疏水閥的正常運行；二是根據用戶對空氣質量的反饋，判斷氣水分離器的分水效果，一旦懷疑分離器分水效果下降，需要停機對氣水分離器進行拆檢維修；三是在空壓機計劃停機期間，需要對氣水分離器內部絲網進行檢查，發現問題，及時維修或更換。

5 結語

空壓機輔機設備一般由空壓機的廠家委派外加工或由空壓機采購方另行購買，雖然在價格上不如空壓機本體昂貴，但輔機設備配置不當，直接影響空壓機的安全經濟運行。近年來，梳理分析空壓機停機原因，絕大多數是因為輔機設備異常，外供空氣質量無法滿足生產要求而被迫停機。因此，優化空壓機輔機配置，同時加強輔機設備的日常維護保養十分重要。