螺桿式空氣壓縮機(jī)工作原理與常見故障的排除

馬茂林

摘要：本文主要從螺桿式空氣壓縮機(jī)工作原理出發(fā)，對螺桿式空氣壓縮機(jī)常見故障的排除進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和論述。

關(guān)鍵詞：螺桿式空氣壓縮機(jī)；溫控閥；潤滑油；堵塞；油氣分離器

1.螺桿式空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)及原理

1.1螺桿式空氣壓縮機(jī)的主要特點(diǎn)

從使用壽命來看，由于螺桿式空氣壓縮機(jī)零件相較少，沒有比較容易受損害的部件，它的運(yùn)轉(zhuǎn)性能和大修間隔相對較長，工作性能相對可靠。在使用過程中，操作人員不需經(jīng)過專門的學(xué)習(xí)和培訓(xùn)就可以實(shí)現(xiàn)無人運(yùn)轉(zhuǎn)，維護(hù)起來比較簡單。在螺桿式空氣壓縮機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中可以實(shí)現(xiàn)無基礎(chǔ)運(yùn)轉(zhuǎn)這對壓縮機(jī)設(shè)備的環(huán)境要求較低，主要是壓縮機(jī)自身的動(dòng)平衡性較好，不受環(huán)境和條件的限制，其自身的適應(yīng)力也較為突出，螺桿式空氣壓縮機(jī)具有強(qiáng)制輸氣的特點(diǎn)，氣體排放不受大氣壓的限制，可以自由排放，在生產(chǎn)中有較大的應(yīng)用空間。螺桿空氣壓縮機(jī)的轉(zhuǎn)子齒面實(shí)際上留有間隙，因而能耐液體沖擊，可壓送含液氣體，含粉塵氣體，易聚合氣體等。

1.2螺桿式空氣壓縮機(jī)的原理

螺桿式空壓機(jī)為動(dòng)力用、單級(jí)、噴油、水冷、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的低噪音固定式螺桿壓縮機(jī)。機(jī)組主要有主機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油氣分離器、油冷卻器、后冷卻器和機(jī)組底座等零部件組成，并被封閉在隔音罩內(nèi)。隔音罩一側(cè)設(shè)有電氣控制柜，整個(gè)機(jī)組結(jié)構(gòu)緊湊、外形美觀、操作方便。

在壓縮機(jī)的機(jī)體內(nèi)有一對經(jīng)精密加工的相互嚙合的轉(zhuǎn)子，其中陽轉(zhuǎn)子有4個(gè)齒，陰轉(zhuǎn)子有6個(gè)齒。電機(jī)通過彈性聯(lián)軸器帶動(dòng)陽轉(zhuǎn)子，再由陽轉(zhuǎn)子帶動(dòng)陰轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)。隨著齒間容積的不斷縮小，從空氣過濾器中被吸入的空氣被壓縮而升高壓力，當(dāng)齒間容積與壓縮機(jī)的排氣口相通時(shí)，壓縮空氣便從排氣口排出，進(jìn)人油氣分離器進(jìn)行油氣分離。經(jīng)油氣分離的氣體依次通過最小壓力閥、后冷卻器和疏水閥而排出機(jī)外，供客戶使用。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，在壓差作用下，經(jīng)冷卻后再回到主機(jī)工作腔而循環(huán)使用。

2.有油螺桿式空氣壓縮機(jī)的故障分析與排除

2.1螺桿式空氣壓縮機(jī)工作狀態(tài)

（1）溫控閥故障

溫控閥的作用是控制螺桿式空氣壓縮機(jī)潤滑油溫度。當(dāng)油溫低于設(shè)定的臨界值時(shí)，潤滑油將不經(jīng)過油冷卻器回流噴入主機(jī)，當(dāng)油溫逐漸升高，直到超過設(shè)定的臨界值時(shí)，則溫控閥打開使?jié)櫥徒?jīng)過油冷卻器冷卻， 然后再循環(huán)到主機(jī)里。

（2）冷卻水溫過高、冷卻水流不足、冷卻器芯子堵塞

為使冷卻器長期保持良好的換熱效果，延長冷卻器的使用壽命，必須使用潔凈的冷卻水。具體要求如下：冷卻水應(yīng)接近中性，即氫離子濃度pH值應(yīng)在6.5--9.5之間。有機(jī)物質(zhì)和懸浮機(jī)械雜質(zhì)應(yīng)小于25 mg/L。暫時(shí)硬度≦100（硬度10相當(dāng)于1升水中含有10 mg CaO或7.19 mg MgO ）。冷卻水的溫度應(yīng)≦30℃；若高于32 ℃，氣冷和油冷應(yīng)各自設(shè)置進(jìn)出水管，不能串聯(lián)；進(jìn)水壓力應(yīng)大于或等于0.2MPa，小于0.5MPa。根據(jù)運(yùn)行情況及時(shí)清洗管子和殼程、清潔冷卻器芯子翅片，必要時(shí)降低水溫、增加冷卻水流量。

（3）潤滑油量不足

潤滑油量的不足將直接導(dǎo)致主機(jī)里缺油而散熱性能明顯下降，從而導(dǎo)致溫度的上升；

首先檢查油過濾器、油氣分離器是否堵塞。油氣分離器為多層玻璃纖維制成，過濾精度可達(dá)0.1wm，作用是將壓縮空氣中的油霧過濾下來，防止?jié)櫥土魇?。環(huán)境較差，粉塵較多時(shí)，應(yīng)適當(dāng)縮短更換周期。

2.2管線壓力高于卸載壓力設(shè)定值的原因及消除方法

（1）空氣過濾器芯堵塞

造成空氣壓縮機(jī)進(jìn)氣量不足，從而直接導(dǎo)致排氣量不足。可以通過檢測排氣壓力和空氣過濾器前后的壓力差來判斷此故障。然后必須要對過濾器濾芯進(jìn)行清潔或更換。

（2）卸載器件不能正常工作

當(dāng)卸載運(yùn)行或停機(jī)時(shí)，放空閥即打開，釋放油氣桶內(nèi)的壓力，使壓縮機(jī)低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，或保證在無負(fù)載的情況下重新起動(dòng)。放空閥、進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥故障將造成排氣壓力過高無法卸載，必須要保證其工作正常。

（3）高壓停機(jī)開關(guān)扭壞或失調(diào)

高壓停機(jī)開關(guān)故障要進(jìn)行調(diào)整或更換。

2.3供氣壓力低于額定排氣壓力的原因及消除方法

（1）油氣分離器堵塞

可以通過對比油氣分離前壓力和油氣分離后壓力大小來判斷，如果兩者相差太大了，則油氣分離器出現(xiàn)堵塞。

（2）最小壓力閥打開后關(guān)不上

可以通過檢測螺桿式空氣壓縮機(jī)的內(nèi)部壓力來判斷，如果內(nèi)部壓力低于最小壓力閥壓力，說明最小壓力閥開啟后無法關(guān)閉，它可以直接導(dǎo)致機(jī)器重新加載時(shí)由于油路無法正常循環(huán)導(dǎo)致主機(jī)缺油而使溫度上升。

（3）進(jìn)氣閥故障

其直接導(dǎo)致了進(jìn)氣量的減少，排氣量當(dāng)然也就相應(yīng)地減少了?？梢酝ㄟ^檢測進(jìn)氣閥的前后壓力差和排氣壓力大小來進(jìn)行判斷。

進(jìn)氣閥的功能是控制進(jìn)氣量。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，進(jìn)氣閥處于全開狀態(tài)。當(dāng)用戶所需用氣量減小時(shí)，由氣量調(diào)節(jié)裝置向進(jìn)氣閥輸人壓縮空氣，使進(jìn)氣閥開度減小，從而減少壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，進(jìn)氣閥故障將影響機(jī)組所帶負(fù)荷的多少。

3.無油螺桿式空氣壓縮機(jī)的故障分析與排除

3.1故障分析

某廠兩臺(tái)機(jī)組由于頻繁地出現(xiàn)中間壓力或中間溫度過高現(xiàn)象，只能頻繁自動(dòng)停機(jī)切換運(yùn)行，使整個(gè)空分系統(tǒng)降低各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)勉強(qiáng)維持運(yùn)轉(zhuǎn)。根據(jù)故障現(xiàn)象，初步判斷為空壓機(jī)組二級(jí)機(jī)頭（主機(jī)）發(fā)生了故障，于是決定拆卸空壓機(jī)二級(jí)機(jī)頭，對故障進(jìn)一步分析、定位。兩臺(tái)空壓機(jī)組二級(jí)機(jī)頭的特氟龍涂層脫落造成陰陽螺桿配合間隙損壞，是導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行時(shí)中間壓力和中間溫度升高、排氣量衰減的主要原因。

3.2故障處理

（1）對空壓機(jī)組中間冷卻器及溝通一、二級(jí)主機(jī)間的管路按保養(yǎng)要求進(jìn)行清洗保養(yǎng)。

（2）對空壓機(jī)組液位電動(dòng)排污閥進(jìn)行更換和改造，改為電子定時(shí)排污和液位電動(dòng)排污聯(lián)排的新方式，提高了排污可靠性。

（3）空壓機(jī)組停機(jī)時(shí)，關(guān)閉冷卻水進(jìn)、回水閥后，打開疏水放空閥排出殘余的冷卻水。此措施的目的是防止在停機(jī)時(shí)因冷卻器內(nèi)部的殘留水進(jìn)入主機(jī)，進(jìn)而造成主機(jī)損壞。

（4）空壓機(jī)組停機(jī)時(shí)打開氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置閥門，使機(jī)組主機(jī)內(nèi)部始終充滿氮?dú)?，對主機(jī)進(jìn)行保護(hù)。

參考文獻(xiàn)：

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