螺杆空压机增卸载状态下故障的分析及处理

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螺杆空压机属于回转式容积压缩机，具有运行稳定性高、动平衡性好、结构维护简单、强制输气等特点，是石油、化工、化纤等工业领域生产过程中的常用设备≌压机在运行过程中会出现多种故障现象，其中最常见现象之-是排气温度过高，超过报警设定值，引起高报故障。故障-方面会对压空用户生产的稳定性造成很大影响，另-方面会造成机组内润滑油品质下降，影响机组内部元器件的正常运行，轻则可使油过滤器、油气分离器芯失效 ，重则可使压缩机阴阳转子咬死，机组报废。因此，及时预防和处理空压机排气温度高报故障，对机组的稳定运行具有重要作用。

笔者 以阿特 拉斯 ·科普 柯公 司生产 的GR1 120W螺杆空压机为例，在该型号机组近20年的运行维护和故障处理经验基础上，例举了3例在实际运行过程中所出现的在不同增、卸载运行状态情况下发生的高温故障现象，并对故障原因进行了分析，提出处理措施。鉴于文章是笔者对该型号机组常年的运行维护和故障处理的摸索和实践经验总结，与空压机说明书及其他文献所论述相同或相似的常见故障现象和原因在此不再赘述。

1 GR1120W空压机组基本配置和主要技术参数GR1 120W型螺杆空压机组主要由高/低压缩机主机、油气/气水分离器、油/空气冷却器、油/空气过滤器、电机及控制系统组成。运行系统按介质类别可分为空气系统、润滑油系统、冷却水系统￠质空气通过机组各部件的压缩、换热、分离、输送的共同作用，转变为满足需要的压缩空气，其主要系统流程和运行参数见图1和表 1。

表1 机组主要运行技术参数根据系统用气量的变化，空压机在运行过程中处于增载和卸载两种状态。

增载状态：当系统管网压力低于机组增载压力设定值时，卸载阀(uV)打开，机组持续向管网输送压缩空气；卸载状态：当系统管网压力升高达到机组卸载设定压力时，机组卸载阀关闭，停止向用户送气。

增卸载运行状况的不同，使得机组内部压力、控制部件的动作都有所变化，会导致排气温度高报产生的原因也不同，给故障排查带来-定难度。

2 排气温度高报故障原因分析螺杆空压机正常的排气温度-般应在 7O～9O℃之间，GR1 120W 空压机设定的-级出口报警停机温度为 100 ，二级出口报警停机温度为 105℃。

机组的工作环境温度、排气压力、排气量、冷却器冷却效果、润滑油运行工况、部件工作状况等都可能是造成螺杆空压机排气温度升高的诸多因素之-，而润滑油运行工况和部件工作状况是其中主要的难以控制的因素，其他因素均可通过改善环境、调整工艺、日常维护得到有效控制 J。

收稿日期：2013-02-07作者简介：王剑(1972-)，江苏姜堰人，工程师，主要从事化纤设备管理工作。

合 成 技 术 及 应 用 第 28卷Dm1图 1 GR112OW 螺杆空压机组系统流程AF.空气过滤器；AR-油气分离器(储气罐)；AY-排气阀；BS-消音器；BV-旁通阀；Ca-空气冷却器；C0.油冷却器 ；CV-止回阀；Eh-二级压缩机；El-级压缩机；MT.疏水器；OF-油过滤器；OT·油箱；UV.卸载阀(3.卸载阀气缸排气口；4.吸气d，：fL)；VP-最小压力阀；Vs-油截止阀；Vv-放空阀2.1 润滑油运行状况对排气温度的影响空压机压缩部件在压缩腔内对空气进行压缩时，需要喷入-定温度和数量的润滑油，使其在转子间形成油膜，起到密封、润滑作用，同时依靠润滑油带走因气体被压缩产生的压缩热以起到冷却作用，这是确保机组能够稳定运行的基本条件。

2.2 空压机部件工作状态对排气温度的影响配置在压缩空气气路与润滑油油路系统的空压机部件，如：阴阳转子、温控阀、单向阀、油过滤器、油截止阀、旁通阀等，在长期运行和增卸载变化的运行工况下，是否处于正常运行的工作状态，是引起机组高报故障的另-主要因素。

第1期 王 剑.螺杆空压机增卸载状态下故障的分析及处理 473 机组卸载状态下出现高温故障原因分析及处理3.1 故障现象空压机组在增载情况下运行正常，但-旦进入空载运行，处于卸载状态就出现了排气温度缓慢并持续不断上升，直至达到报警温度设定值而故障停车。

3.2 原因分析在卸载状态下空压机低负荷下出现报警停车，可排除控制系统误报警、油冷却器换热效果差、油过滤器脏堵、油恒温阀故障等原因。

由于喷油螺杆空压机未配置润滑油循环泵，机组内润滑系统的循环动力是依靠油箱与润滑点的压力差实现的。当机组在卸载状态下，卸载阀(uV)关闭，机组内部需始终保持-定的压力以确保润滑油的循环，对机组稳定运行具有极重要作用。但内部压力过大，将使卸载运行负荷增加，造成能耗浪费；压力过小，推动润滑油循环的动力不足，无法满足润滑油循环量，致使压缩机组压缩热无法带走 ，会造成排气温度缓慢而且持续上升。机组在卸载情况下内部压力-般要求控制在 0.05-0.1 MPa之间。

3.3 故障处理机组在卸载状态下，通过卸载阀内制造加工的吸气凶(见图 1标志4”处)持续吸人少量空气，经过-、二级压缩后再通过放空阀(VV)经消音器(as)排出，以实现建立内部压力的作用。在机组储气罐(AR)顶部拆卸-堵头，安装了-管接头和压力表，检测其在空载状态下罐体 内部压力值仅为0.02 MPa，远低于机组工作要求。

通过进-步检查发现，卸载阀内凶未出现堵塞现象，排除了因进气量不足而导致机组压力过低的原因♀体放空阀发现，放空阀内部阀芯和 O型密封圈均出现磨损情况，在放空状态时，致使较多气体通过放空阀e孔泄漏，机组内压力无法达到规定要求。

更换放空阀阀芯和 O型密封圈，机组投入运行并保持在空载状态下，检测储气罐压力为 0.07MPa，排气温度维持在 70-8O℃之间，运行恢复正常。

4 增载状态下机组高温故障原因分析及处理4.1 -级排气温度高报警停车4.1.1 故障现象空压机空载运行正常，在进入增载情况下，机组出现了-级排气温度快速上升，直至达到报警温度设定值而停车的现象。

4.1.2 原 因分析空压机在空载下运行正常，而在增载下出现排气温度高报停机故障，同样可排除控制系统误报警、油冷却器换热效果差、油过滤器脏堵、油恒温阀故障等原因。

检查空压机在增载状况下报警停车前的各运行参数 ，尤其是重点对-级压缩机组(BL)的检查发现，该机组在进入增载后，-级排气压力达到 1.0MPa，远高于其他机组排气压力0.6 MPa。-级排气压力的升高的主要原因：第-是二级高压端出现故障致使级间流量不配置而造成-级出口压力上升，级间压力加大导致排气温度上升；第二是二级出口旁通阀(BV)泄漏造成高压高温气体回流，致使-级出口温度上升。

空压机二级压缩单元(EH)在空载和增载情况下运行基本正常，因此，暂时先排除第-种原因。

4.1.3 故 障处理对二级出口旁通阀进行检查，发现控制旁通阀阀芯动作的导杆出现歪斜，控制阀芯无法完全回座，阀芯与阀座间出现空隙，导致部分二级出口高压气体经旁通阀泄漏进入-级压缩机组。维修人员更换了旁通阀阀芯后，机组运行正常。

4.2 -、二级压缩机同时出现温度高报警停车4.2.1 故障现象空压机空载运行正常，但-旦进入增载运行情况下 ，机组出现了-、二级排气温度同时快速上升，直至达到报警温度设定值而停车现象。

4.2.2 故障原因分析首先排除了环境温度、压缩空气排气压力和流量、控制系统误报警等影响因素，排查原因主要从润滑系统供油温度和供油量两个因素开展。

决定润滑油温度的主要是润滑油冷却器(Co)换热效果和油恒温阀动作状况。润滑油冷却器冷却水侧出现换热铜管结垢或脏堵、润滑油侧翅片出现堵塞均会造成油冷却器换热效果差，循环冷却水无法及时将润滑油热量带走，致使油温上升而影响排气温度。

油恒温阀安装在油冷却器旁通管上，主要作用是在低温情况下打开，使部分润滑油不经冷却器直接进入压缩机组，在润滑油温度上升至67℃时，恒合 成 技 术 及 应 用 第28卷温阀逐渐关闭以减少旁通油量而增加冷却器过油量，使润滑油供油温保持在-定值，以达到提高排气温度始终保持在压力露点上，确保润滑油不被乳化变质。如因恒温阀损坏，在润滑油高温情况下，依然有润滑油不经冷却器直接进人机组，会造成排气温度上升而报警停机。

考虑到机组从进入增载状态至报警停机仅为 1min左右时间，润滑油温度还基本处于常温状态，未上升至较高温度，因此排除了油温对机组报警停车的影响。

决定润滑油供油量的主要因素是机组内油箱与润滑点压力差和润滑系统上部件动作的完好性，因机组在卸载情况下运行正常，排除了动力差的影响。

4.2.3 故障处理经过对润滑系统各部件检查，发现安装在二级压缩机组下方的油截止阀(Vs)出现了卡涩情况，机组启动后阀芯未全部打开，在卸载情况下因负荷较低，润滑油供油量能够基本维持，但-旦进入增载高负荷下，无法满足足够的供油量，致使-、二级排气温度均快速上升而报警停机。维修人员更换了油截止阀后，机组运行正常。

5 结 语螺杆空压机排气高报故障不容酗，因此，必须要及时发现并分析产生故障的真正原因，采取有针对性的处理措施，以避免严重的后果。与此同时，要重视对空压机的Et常维护和保养，确保机组的稳定运行，实现安全生产。