复盛SA-475A空压机组高温停机故障分析

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喷油螺杆式空压机 已成为当今空气压缩机的主流，具有可靠的性能，振动孝噪音低、效率高、无易损件等特点，在同等排气压力下，比活塞式压缩机优越得多。螺杆式空压机阴阳转子间和转子与机体外壳问的精密配合以及不断地向压缩室和轴承注入润滑油，减少了气体回流泄漏，提高了效率；又因其仅用转子相互啮合，不用活塞件往复运动，减少了振源、降低了噪音。现对螺杆式空压机运行中的几起故障进行分析。

1故障现象某日早8：00，海上平台运行中的空压机A机发生电气故障关断，现踌查为主电机过载保护继电器动作，复位后启机正常加载，加载过程中又突然出现排气高温关断。经现踌查，电气控制系统未发现问题，又试启两次，机组均在短时间内出现高温关断，检查油路系统并更换新的断油电磁阀后试车，故障仍然存在。

2喷油螺杆式压缩机结构原理喷油螺杆式压缩机的结构大同小异，图1为喷油螺杆式压缩机结构图。

气缸；2-传动齿轮；3-圆柱滚子轴承；4-阳螺杆；5-定位销；6-调整垫片；7-轴承座；8-推力轴承；9-轴承端盖：10-阴螺杆图1 喷油螺杆式压缩机结构图 - - - 。 。 - 。 作者简介：芦晓婕 (1979-)，女，河北人，本科学历，工程师。中海油能源发展股份有限公司技术工程师。

第3期 芦晓婕 复盛SA-475A空压机组高温停机故障分析 -39喷油螺杆式压缩机主要由两根螺杆及气缸组成密封的系统。阳螺杆为主动螺杆，阴螺杆为从动螺杆。转子承受的轴 向力方向由排气端指 向进气端，由-对圆锥滚子轴承承受，安装在非驱动端。转子承受的径 向力由圆柱滚子轴承承受，安装在转子驱动端，为自由端，以消化转子热膨胀量。电机通过增速齿轮带动阳螺杆，再 由阳螺杆带动阴螺杆。

其工作原理：螺杆压缩机工作过程分吸气、密封、压缩、排气四个阶段▲气时阳螺杆与阴螺杆啮合脱开，空间增大，形成负压，此位置在进气 口，空气进入螺杆间隙。螺杆继续旋转，气体封在螺杆与气缸形成的密封空间内，阳螺杆相当于活塞 ，阴螺杆相当于缸套 ，气体被推 向排气端并不断压缩；当螺杆旋转至出口时，封在螺杆中的气体排除，从而完成-个循环。喷油螺杆式压缩机工作时，自身产生的压力驱动润滑油循环，滑油不断喷入螺杆气缸和前后轴承，既带走压缩空气产生的热量，又对螺杆起到润滑和密封作用，因此，螺杆的工作寿命很长，只要维护保养好，可连续运转三到五年大修-次。

3空压机组系统组成及功能维修人员对此故障进行了逐项分析，以便找出引起故障的各种因素。该空压机组为复盛SA-475A型。图2所示为喷油螺杆式空压机组系统简图。

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3.1滑油系统3警潞授头醇籍0睁＆ 80r巷e冉4攥簿鳓惫 娃 i睡巷， 碗 磷吲图3为滑油系统，主要 由滑油冷却器、温控阀、滑油过滤器、断油电磁阀及管线组成。压缩机排气进入油气分离器后使得滑油的温度与排气温度-致，再通过散热器将滑油温度降到合理范围后再进入压缩机循环使用。为保证滑油性能又要使空气中的水分不发生凝结，排气温度需控制在-定范围内。实践中，-般滑油温度需控制在70～1O0℃范围内，最高温度-般不得超过120℃。温控阀的作用是使滑油温度保持恒定，蚋嚣 . 懈 蝴.㈣蜷娥懿 雌巍越 窜 -40- 故障诊断 石油和化工设备 2O13年第16卷65℃左右打开。滑油过滤器可滤去油中的颗粒、粉尘和杂质，过滤精度为20 u，安装在油冷却器与温控阀之后，其顶部有-压差传感装置，当前后压差超过0.5bar时，控制盘上的指示灯提示需更换滑油滤器。断油电磁阀能确保机组停机后，压力油不会进入压缩机体至进气 口喷出，污染损坏空气滤器，在启动时打开，停机时关闭。有的机组的泄放电磁阀可使系统压力降为常压，就不设断油阀。

3.2空气系统图4为进气及后冷却系统，由油气分离器、最小压力阀、滤网和节流孔、安全阀、冷却器、水分离器和排放管线等组成。压缩机压缩空气和油混合物产生了油气分离器筒体内的压力，油气混合物进入分离器后，油因重力作用存于容器下部，气体则经分离芯从容器顶部通过最小压力阀排出。最小压力阀在油气分离器内形成油循环的最小压力，且在停机时有止逆功能，阻止管网中的压缩空气向分离器内倒灌。-般分离器内压力超过4bar时，最小压力阀打开。二次回油将沉积在分离滤芯底部的油压回机头。

从现踌查结果看，似乎主电机过载与机组排气高温关断没有必然联系，但故障恰恰发生在主电机过载导致电气故障停机之后。从表1中可看出，电机过载可能是螺杆压缩机排气压力高造成的。造成排气压力高有两种可能，-是最小压1 ]油气分离器l -H温控阀 - 油冷却器，断油I 磁阀 油过滤器表1 电气故障分析图3 滑油系统原理简图敬嗣油泓 。分 ≮；Ⅻ 器图4 进气及后冷却系统简图故障现象 引发故障因素 检查结果 结论输入电压低 电压正常 排除主接触器、保护热继电器触点接触不 良 良好 排除 主电机过载螺杆卡涩、主电机轴承损坏、冷却风扇动不平衡 拆检正常 排除排气压力高 油路不畅，导致分离器内背压过高 可能力维持阀卡涩，二是分离器内油排出不畅。经拆检压力维持阀，未发现卡涩，因此只有排油不畅这-种可能，而排油不畅将直接导致机头回油不足、排气冷却油量不足引起排气高温。实际上机组早就在发 低烧” (排气温度在上升)，在年检时未引起重视。由此来看，引起主电机过载与机头排气温度高的因素是-样的，但当时没有详细追查电机过载的原因，只简单复位并立即启动机组，使机组突发 高烧”而停机，如果继续运行，就可能导致机头轴承损坏使螺杆刮缸，造成事故，见图5 SA-220损坏的机头照片。

. - - 豫簦 I 0 0嚏喜 ， 0 . - 点. 苷 -42- -故障诊断 石油和化工设备2013年第16卷根据表2各项逐项检查，对压缩机进行 了检查，端面、径 向间隙、啮合间隙都在标准范围内，螺杆表面及端面均无磨损，可确认机头正常。清理了油系统，在油气分离器内的回油管口发现油泥阻塞，彻底清洗油气分离器，进行 回装，按试车大纲重新检查试车，机组-切正常。

由此确认，导致机头排气高温的原因是排油管阻塞，因此主电机过载和排气高温都有了合理的解释。造成这-故障的原因是年检时未清洗油气分离器，恰恰是这样-个细节给故障排查带来很大麻烦，也直接导致了故障发生。

5结论目前各油 田的处理厂大多采用喷油螺杆式压缩机组，自动化程度较高，运行维护及检修的专业技能要求较高。只有熟悉各品牌的空压机原理及运行特点，才能更好地操作和维护。这次故障，也提醒维修人员，在对设备检修过程中，必须严格按规范进行，不能漏掉任何细节，做到万无-失。只有这样，才能做出精品，实现企业的核心竞争力。