螺桿壓縮機排氣壓力異常原因分析及排除

曾建軍

（西安航空制動科技有限公司動力廠，陜西興平713106）

螺桿壓縮機排氣壓力異常原因分析及排除

曾建軍

（西安航空制動科技有限公司動力廠，陜西興平713106）

螺桿壓縮機排氣壓力異常是一種常見故障，在近10年的設(shè)備運行及維修經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，對設(shè)備出現(xiàn)的各種問題進行分類歸納。螺桿壓縮機產(chǎn)生排氣壓力異常的故障原因主要有：排氣壓力檢測取樣系統(tǒng)故障；CPU微電腦控制系統(tǒng)故障；進氣閥控制系統(tǒng)故障；加卸載控制系統(tǒng)故障；空氣流程系統(tǒng)故障。同時，結(jié)合維修中的實例，對螺桿壓縮機產(chǎn)生排氣壓力異常的故障原因進行了深入研究和分析總結(jié)。

排氣壓力；異常；壓縮機

1　螺桿壓縮機的工作原理

螺桿壓縮機的工作容積由一對相互平行放置且相互嚙合的轉(zhuǎn)子與包容這一對轉(zhuǎn)子的機殼組成。因主、從動轉(zhuǎn)子的齒互相插入對方的齒槽，當(dāng)電機帶動機頭運轉(zhuǎn)時，插入對方齒槽的齒向排氣端移動，使被對方齒所封閉的容積逐步縮小，壓力逐漸提高，直至達到所要求的壓力時，齒槽與排氣口相通，實現(xiàn)排氣。壓縮機的工作過程中，2個轉(zhuǎn)子的齒將齒槽分成不斷發(fā)生變化的吸氣容積和壓縮容積，周而復(fù)始，從而使壓縮機得以連續(xù)地完成吸氣、壓縮和排氣的過程［1］。

系統(tǒng)工作原理方塊如圖1。

2　螺桿壓縮機壓力的設(shè)定

螺桿壓縮機設(shè)定的正常運行工作壓力為6.5 kg/cm2，高于6.8 kg/cm2時，機組自動轉(zhuǎn)換到卸載狀態(tài)，低于6 kg/cm2時，機組自動啟動加載運行。

圖1　

3　影響螺桿壓縮機排氣壓力異常的因素

3.1排氣壓力控制系統(tǒng)

排氣壓力控制系統(tǒng)包括壓力檢測取樣系統(tǒng)、CPU微電腦控制系統(tǒng)、進氣閥控制系統(tǒng)和加卸載控制系統(tǒng)等。

（1）壓力檢測取樣系統(tǒng)出現(xiàn)故障及排除。壓力檢測取樣系統(tǒng)主要是檢測壓力的變化，并將壓力的變化通過壓力傳感器傳輸?shù)紺PU微電腦控制系統(tǒng)中，CPU就會發(fā)出指令，控制壓縮機正常運行或停機，同時顯示屏上也會顯示壓力值和故障信息等各項參數(shù)。當(dāng)壓縮機排氣壓力出現(xiàn)故障時，應(yīng)首先懷疑壓力檢測系統(tǒng)出現(xiàn)故障，在確定控制管路系統(tǒng)無故障的情況下，先換一個新的壓力傳感器試試，以確定是否壓力傳感器損壞。

2011年8月6日3#螺桿壓縮機開啟運行幾分鐘后，機組就自動停機，顯示屏顯示排氣壓力過低。開始懷疑最小壓力閥沒有打開，致使排氣管壓力傳感器沒有探測到壓力。為此，開啟壓縮機，檢查出口處壓力表的壓力值，此時，壓力值逐漸上升，說明最小壓力閥已打開。打開壓力傳感器，傳感器內(nèi)已被贓物堵死，將傳感器內(nèi)贓物清理干凈，從新開啟壓縮機運行一切正常。

（2）CPU微電腦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。CPU微電腦控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率不高，其故障主要體現(xiàn)在檢測到的參數(shù)與實際參數(shù)有差異或壓縮機加卸載不能自動控制。如果已判定CPU微電腦控制器出現(xiàn)故障，對CPU微電腦控制器的檢查，一般先檢查電源系統(tǒng)供電電壓是否正常（一般為+5V），如果正常，通常采用整體替換的方法進行進一步檢查判斷。因CPU微電腦控制器內(nèi)部均采用大規(guī)模集成塊和貼膜元件，所以，內(nèi)部元件損壞，個人無法修理，只能更換。

2010年4月8日4#螺桿壓縮機運行中，當(dāng)壓力到達設(shè)定卸載壓力時不能自動卸載。檢查加卸載電磁閥，當(dāng)壓力達到卸載壓力時，電磁閥沒有通電，說明CPU微電腦控制器沒有發(fā)出卸載指令。檢查CPU微電腦控制器電源電壓為+5V而且穩(wěn)定。判斷CPU微電腦控制器故障損壞，更換后通電運行，壓縮機加卸載正常，說明判斷正確。

（3）進氣閥控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。引起進氣閥控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障的因素很多，螺桿壓縮機進氣閥開啟和關(guān)閉的調(diào)整是通過調(diào)整控制氣缸進行的，通過調(diào)整控制氣缸兩側(cè)進氣口不同的壓力，來調(diào)整進氣閥的開和關(guān)，而不同側(cè)的進氣是由CPU微電腦控制系統(tǒng)通過控制電磁閥來實現(xiàn)的，同時也能控制進氣閥開啟的大小。進氣閥控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，將會使進氣閥無法打開或打開不全，造成排氣壓力太低，引起壓縮機自動停機。

2013年2月13日2#螺桿壓縮機啟動時不到2 min，壓縮機自動停機，顯示屏顯示排氣壓力過低。首先懷疑最小壓力閥沒有打開，為此，開啟壓縮機，檢查出口處壓力表壓力值，此時，壓力值沒有變化，說明最小壓力閥沒有打開。引起最小壓力閥無法打開的因素很多，如電磁閥沒有通電；壓力調(diào)節(jié)閥調(diào)整不當(dāng)；微電腦控制系統(tǒng)沒有發(fā)出指令信號；連接軟管堵塞等。首先檢查電磁閥，開機后，電磁閥有電，說明電腦控制系統(tǒng)正常。檢查電磁閥，電磁閥正常，檢查調(diào)壓閥也正常，均沒有堵塞現(xiàn)象，最后對所有連接軟管用壓縮空氣進行吹掃，在吹掃到電磁閥與最小壓力閥的連接軟管時吹出大量油污，懷疑軟管被油污堵塞。將控制系統(tǒng)恢復(fù)后，重新啟動壓縮機，壓縮機正常運行，故障排除。

（4）加卸載控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障。加卸載出現(xiàn)故障，將會使壓縮機壓力到達一定壓力時機組不能自動卸載或加載。壽力LS25S-350H螺桿壓縮機采用的是螺旋控制閥調(diào)整系統(tǒng)。由于螺旋控制閥在機頭內(nèi)，在實際使用過程中，還沒有發(fā)現(xiàn)螺旋控制閥出現(xiàn)故障。出現(xiàn)故障一般是在電磁閥、調(diào)壓閥、連接管路及微電腦控制系統(tǒng)。這種故障的排除方法與進氣閥控制系統(tǒng)的故障排除方法基本相同，在此不再闡述。

3.2空氣流程系統(tǒng)

空氣流程系統(tǒng)主要由空氣過濾器、進氣閥、機頭、油氣分離器、最小壓力閥、空氣冷卻器和自動疏水閥組成。其引起壓力異常的因素較多，根據(jù)近10年設(shè)備運行及維修經(jīng)驗，本文對各組成部分進行分別闡述：

（1）空氣過濾器?？諝膺^濾器的作用主要是濾除空氣中的塵埃，過濾器在使用一段時間后都應(yīng)進行吹掃，吹掃時應(yīng)從內(nèi)向外吹掃。運行時當(dāng)內(nèi)外壓力差到達一定值時（廠家規(guī)定是0.7 kg/cm2）顯示器就顯示報警。如不及時吹掃，會導(dǎo)致吸入的空氣量逐漸減小引起排氣壓力降低，嚴(yán)重時壓縮機停機無法使用。所以，當(dāng)出現(xiàn)空氣過濾器報警時，應(yīng)及時吹掃或更換過濾芯。

（2）進氣閥。進氣閥本身故障率低，一般是控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障造成進氣閥無法打開，控制系統(tǒng)故障在前面已闡述過，在這里就不在敘述。進氣閥本身的故障主要是氣缸不嚴(yán)或者閥片卡死，但就近10年的運行來看這種故障還沒有發(fā)生過，主要是控制系統(tǒng)的故障。

（3）機頭。機頭是螺桿壓縮機的主要部件，成本占總成本的50%。在使用過程中只要保證機頭中的潤滑油適量，機頭產(chǎn)生故障的幾率很小，但使用一段時間后，由于磨損，螺桿之間的配合間隙將會增大，螺桿壓縮機的效率也將會降低，對于效率的降低，沒有其他方法可以修復(fù)，只有更換機頭。

（4）油氣分離器。油氣分離器的作用是將油和氣進行分離，一般不會產(chǎn)生故障，主要是根據(jù)運行時間定時給初、次級濾芯進行更換；如果不定時更換，將會使初、次級濾芯堵塞，使其內(nèi)外壓差增大，當(dāng)壓差達到0.7 kg/cm2時，顯示屏將報警顯示，如果繼續(xù)使用，有可能將濾芯堵死，促使排氣壓力逐漸下降，甚至引起安全閥的跳起，壓縮機將無法運行。因此應(yīng)根據(jù)運行時間定時更換初、次級濾芯。按生產(chǎn)廠家要求，每年都有更換一次，更換油氣分離器濾芯時，同時也應(yīng)更換潤滑油和空濾芯。

（5）最小壓力閥故障。最小壓力閥的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由彈簧、活塞、閥片、閥體和密封圈組成，當(dāng)閥體內(nèi)有贓物或彈簧傾斜時，有可能引起卡死或滯待現(xiàn)象，當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象時，將會使壓力傳感器檢測不到壓力或檢測的壓力較低，如果將此信號傳輸?shù)紺PU微電腦控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)將發(fā)出指令，使壓縮機停機。對最小壓力閥的修理，主要是對其內(nèi)部進行清洗。安裝時應(yīng)在柱塞、密封環(huán)等處涂抹一層潤滑脂，使柱塞等運動部件活動自由。

（6）空氣冷卻器。我公司螺桿壓縮機均為水冷式，冷卻器采用殼管式冷卻結(jié)構(gòu)，其堵塞的可能性很小，主要擔(dān)心的是冷卻器內(nèi)部的冷卻管脹口處泄漏。如果泄漏，在停機狀態(tài)下，冷卻水會進入機組中，對潤滑油的油質(zhì)影響很大，判斷有沒有泄漏的方法是查看冷卻水池水面漂浮油污，有油污，應(yīng)打開冷卻器端蓋，對泄漏處重新脹口，并進行打壓試驗，確保沒有泄漏點后，才能運行。空氣冷卻器對排氣壓力影響不大。

（7）自動疏水閥。自動疏水閥分為浮球式和電磁閥式2種，其功能是將冷凝水從壓縮空氣中分離出來。我廠螺桿壓縮機采用的是浮球式。

其結(jié)構(gòu)如圖2所示；

自動疏水閥出現(xiàn)故障的幾率不大，一般是浮球閥排水口被鐵銹或贓物堵塞。拆開后清洗即可，但也有特殊案例。

圖2　疏水器原理結(jié)構(gòu)圖

2013年6月13日2#壓縮機開啟近1 min后安全閥跳起，操作人員立即按下緊急按鈕，顯示屏顯示排氣壓力過高。

首先懷疑是最小壓力閥沒有打開，這樣壓縮空氣無法正常排出，導(dǎo)致油氣分離器內(nèi)壓力升高將安全閥頂起，為此，開啟壓縮機，檢查出口處壓力表壓力值。此時，壓力值逐漸上升，過上幾分鐘后，壓力值突然變?yōu)?，緊接著油氣分離器上的安全閥跳起，說明最小壓力閥已打開。將油水分離器打開，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部的保護板上的固定螺釘脫落，根據(jù)油水分離器結(jié)構(gòu)可看出，由于進氣空氣從上往下吹，保護板被吹起，再加上排出管的吸力，會使保護板蓋在排氣管上，壓縮空氣無法排出，導(dǎo)致安全閥跳起。重新攻絲將保護板固定牢固，開機運行一切正常。

4　結(jié)語

螺桿空壓機排氣壓力故障，是一種常見故障。出現(xiàn)這種故障時要針對其具體故障現(xiàn)象認真分析，不能盲目動手，以免故障擴大；另外值班人員要有強烈的責(zé)任心，高度重視設(shè)備運行中出現(xiàn)的非正?，F(xiàn)象，盡量將故障現(xiàn)象消除在萌芽狀態(tài)；同時還要保證有充分的備件儲備，這樣才能確保設(shè)備安全可靠的運行。

［1］曾建軍.螺桿壓縮機排氣溫度過高原因分析及處理［J］.壓縮機技術(shù)，2012，4：53-55.

［2］靳兆文.壓縮機工［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.

［3］邢子文.螺桿壓縮機——理論、設(shè)計及應(yīng)用［M］.北京：機械工業(yè)出版社.

Analysis and Elimination for Abnormal Discharge Pressure of Screw Compressor

ZENG Jian-jun
（Xi′an Aviation Brake Technology Co.，Ltd.，Power Plant，Xingping 713106，China）

Abnormal discharge pressure of screw compressor is a common fault.The problems of equipment are classified and summarized based on the equipment operation and repair experience during nearly ten years.The reasons of abnormal discharge pressure of screw compressor contain that the sampling system fault of exhaust pressure detection，the control system fault of CPU microcomputer，the control system fault of intake valve，the control system fault of loading or unloading and the fault of the air process system.And the causes for abnormal discharge pressure of screw compressor according to the example of repair are studied and analyzed in depth. Key words：discharge pressure；abnormal；compressor

TH455

B

1006-2971（2015）01-0062-03

2014-08-05