保障空壓機組的安全運行

文/石芝鋒

保障空壓機組的安全運行

文/石芝鋒

噴油螺桿空壓機排氣溫度高的原因分析及解決措施——本文以空壓站儀表風(fēng)系統(tǒng)噴油螺桿空壓機組J-6001A機組出現(xiàn)的“排氣溫度高”報警、連鎖停機故障為例，結(jié)合機組檢修情況，對機組“排氣溫度高”報警、連鎖停機故障的原因進行分析，并提出切實有效的處理措施，確?？諌簷C組的安全生產(chǎn)運行。

在石油化工行業(yè)，噴油螺桿空壓機憑借其具有運行可靠、效率高、壽命長、氣量不受排氣壓力影響、運行平穩(wěn)不發(fā)生喘振等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在公用系統(tǒng)做為一種先進的空氣動力設(shè)備，廣泛應(yīng)用于空壓站為裝置提供儀表風(fēng)用的空氣。所以，空壓機組的安全運行，保證了裝置儀表風(fēng)的穩(wěn)定，確保裝置的安全運行。而在噴油螺桿空壓日常運行過程中，由于維護保養(yǎng)不到位等，機組經(jīng)常發(fā)生“排氣溫度高”報警、機組連鎖停機等故障。因此，對這些故障進行詳細的分析，并對其提出切實有效的處理方法以確保螺桿空壓機的正常平穩(wěn)運行是非常重要的。

2016年5月15日，正在生產(chǎn)運行的空壓機組J-6001A突然連鎖停機，檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警連鎖停機。為了確保裝置生產(chǎn)的安全運行，換備用機組J-6001B,故障機組J-6001A停機檢修。主要檢修的內(nèi)容為對機組油路系統(tǒng)和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)進行檢修維護。從檢修的情況看，主要存在以下幾個方面的問題：

● 油氣分離器濾芯結(jié)垢、堵塞；

● 油過濾器堵塞；

● 斷油閥失靈、閥芯卡死；

● 溫度控制閥故障卡死；

● 油冷卻器積垢嚴(yán)重，堵塞。

噴油螺桿空壓機組概況

我司空壓站儀表風(fēng)系統(tǒng)使用的空氣壓縮機為無錫壓縮機股份有限公司生產(chǎn)的噴油水冷螺桿式空氣壓縮機，型號LGD75/0131GC，其排氣量為12.8 Nm3/min，排氣壓力為0.8 MPa,為裝置儀表風(fēng)系統(tǒng)提供壓縮空氣，一備一用。該空壓機組為單級、噴油、撬裝式低噪聲螺桿式壓縮機。機組主要由螺桿壓縮機主機、電動機、油氣分離器、油冷卻器、氣冷卻器、氣液分離器、電氣控制箱以及氣管路、油管路、水管路、調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成。

壓縮機殼體內(nèi)有一對經(jīng)過精密加工的相互嚙合的陰、陽轉(zhuǎn)子，其中陽轉(zhuǎn)子有4個齒，陰轉(zhuǎn)子有6個齒。機組采用齒輪傳動，電機通過彈性聯(lián)軸器驅(qū)動軸齒輪，再通過齒輪傳動給陽轉(zhuǎn)子，陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)。隨著轉(zhuǎn)子齒間容積的不斷縮小，從空氣濾清器中被吸入的空氣和噴入機殼的潤滑油不斷被壓縮而升高壓力，當(dāng)齒間容積與壓縮機排氣口相通時壓縮空氣和潤滑油的混合物便從排氣口排出，進入油氣分離器進行油、氣分離。經(jīng)油氣分離后的壓縮空氣依次通過最小壓力閥、氣冷卻器和液氣分離器排出機外，供用戶使用。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，并在壓差作用下經(jīng)油冷卻器冷卻和油過濾器過濾后再回到主機壓縮腔而循環(huán)使用。

表 空壓機組維修保養(yǎng)項目與周期

故障分析及解決措施

針對空壓機J-6001A出現(xiàn)的排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警、機組連鎖停機，及結(jié)合檢修的情況，對機組故障原因進行分析，并針對性的提出有效的解決措施?？諌簷C組排氣溫度高的原因主要有以下幾個方面。

油氣分離器濾芯結(jié)垢堵塞

油氣分離器的主要功能是通過旋風(fēng)分離（粗分）和油分濾芯（精分）將潤滑油從壓縮空氣中分離出來，其下部兼作油箱，用于存儲潤滑油。當(dāng)油氣分離器濾芯結(jié)垢堵塞后，使油氣分離效率變差，機組冷卻潤滑不良，造成壓縮機溫度升高。外供壓縮機空氣含油量大，影響后期凈化設(shè)備和用氣設(shè)備的正常工作。如果油氣分離器濾芯擊穿失效，造成跑油，耗油量急劇增大，造成潤滑油減少而導(dǎo)致機組溫度急劇升高，嚴(yán)重會造成壓縮機機組機頭抱死故障。

解決措施：更換油氣分離器，做好機組的定期維護保養(yǎng)，每運行約2 000～4 000 h要定期更換油氣分離器。

油過濾器堵塞

油過濾器安裝在溫控閥后面，作用是濾去潤滑油中的雜質(zhì)，以保證潔凈的潤滑油進入主機工作腔和各潤滑點，保證螺桿壓縮機轉(zhuǎn)子的可靠工作和防止冷卻器管道堵塞。當(dāng)油過濾器堵塞，將導(dǎo)致潤滑油流通不暢通，進入空壓機主機的流量減少，則潤滑油從主機攜帶出的熱量就降低，會造成機組排氣溫度升高。

解決措施：更換油過濾器。定期做好機組的維護保養(yǎng)，每運行約2 000～4 000 h要定期更換油過濾器。

斷油閥失靈、閥芯卡死故障

斷油閥裝于壓縮機機殼下部，利用壓縮機排口的氣體壓力打開。在機組運行時斷油閥始終是打開的。其功能是在停機時能迅速切斷油路，避免從油氣分離器過來的油繼續(xù)噴入壓縮機主機內(nèi)，導(dǎo)致潤滑油從進氣口噴出。如果機組在運行時，斷油電磁閥控制斷油閥的電磁閥故障或斷油閥閥芯卡澀，不能打開或不能全開，會造成機組回油量不足，導(dǎo)致機組溫度升高。

故障判斷：開機后判斷斷油閥是否工作正常，可以將手放在斷油閥后的回油管線上，感覺溫度的變化情況，管線溫度應(yīng)在短時間內(nèi)上升至60～70℃，若管線溫度沒變化或變化不明顯，開機后短短幾分鐘內(nèi)主機排氣溫度高聯(lián)鎖跳車，這就說明斷油閥工作不正常，可以先檢查斷油閥的電磁閥，若電磁閥工作正常就需要對斷油閥進行檢查，拆下斷油閥檢查閥芯及閥座內(nèi)是否有雜物及拉毛現(xiàn)象，必要時需要更換新的斷油閥。

解決措施：

● 檢查斷油閥的電磁閥是否正常。

● 拆下斷油閥檢查閥芯及閥座內(nèi)是否有雜物及拉毛現(xiàn)象，進行修復(fù)。

● 更換新的斷油閥。

溫度控制閥故障

溫度控制閥的作用是保證機組排氣溫度不低于溫度控制閥的設(shè)定溫度，以免壓縮空氣產(chǎn)生冷凝水，引起潤滑油乳化變質(zhì)。當(dāng)溫度偏低時，潤滑油通過溫度控制閥的常開旁通口經(jīng)油過濾器、斷油閥直接進入壓縮機，此時潤滑油未經(jīng)冷卻。當(dāng)溫度超過設(shè)定值時，溫度控制閥的旁通口關(guān)閉，潤滑油進入油冷卻器進行冷卻，然后經(jīng)油過濾器、斷油閥進入壓縮機。根據(jù)空壓機類型、型號的不同，溫控閥閥芯的動作溫度分為75℃、85℃等，若溫控閥在動作溫度時不動作，將使高溫的油無法進入油冷卻器內(nèi)進行熱交換，導(dǎo)致油溫進一步升高，迅速造成高溫機組連鎖停機。

解決措施：

● 此故障可以用測溫槍量測油冷卻器進、出口油管來判斷是否為溫控閥故障造成空壓機高溫跳機，若油冷卻器進出口溫差在10℃左右則可以排除是溫控閥動作不良造成的空壓機高溫跳機。

● 可把溫控閥拆檢出來放入100℃的開水里觀察溫控閥的閥芯是否動作正常。若現(xiàn)場無備件更換可以人為地把溫控閥閥桿頂開，讓空壓機一開機就直接走油冷卻器，不再走旁路，可以一直使用至新的備件到貨后進行更換。直接走旁路不能代表溫控閥的作用，因為潤滑油長時間走旁路開機，空壓機排氣溫度過低容易使壓縮空氣在油系統(tǒng)析出的水分增多，造成潤滑油使用壽命縮短，所以若備件到貨后，應(yīng)盡快安排時間進行更換。

● 定期檢查溫控閥閥芯是否卡死，研磨閥芯或更換溫控閥。

油冷卻器結(jié)垢堵塞

機組油冷卻器是高效管殼式結(jié)構(gòu)，殼程走潤滑油，管程走水，其作用也是冷卻潤滑油，通過冷卻水帶走熱量。由于機組運行時溫度較高，冷卻器很容易結(jié)垢，冷卻器列管結(jié)垢堵塞就會影響冷卻水流量，造成冷卻器換熱效果差，進入機組的油溫高。另外，油冷卻器的銅管外流動的是油，由于空壓機長時間運轉(zhuǎn)，銅管外壁的油垢過多，同樣會影響冷卻器的換熱效果，需要使用專用的清洗劑清洗銅管外壁來排除這類故障。如果積垢太厚，需要多清洗幾次來達到需要的換熱效果。

解決措施：

● 控制好冷卻水水質(zhì)，必須符合一般工業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)以上，防止冷卻器結(jié)垢，以免影響冷卻器的效率及壽命；

● 每半年對冷卻水管路、油冷卻器管、殼程進行清洗，回裝要進行試壓合格才可投入使用。

檢修后機組運行效果

噴油螺桿空氣壓縮機J-6001A排氣溫度高報警連鎖停機故障，經(jīng)過仔細排查檢修，更換“三濾”，空濾、油濾、油分，對故障的斷油閥、溫控閥進行更換，對油冷卻器及整個冷卻系統(tǒng)進行清理，同時加強機組的日常維護保養(yǎng)及定期維護保養(yǎng)工作。截止到目前，機組運行良好，各工藝指標(biāo)正常，達到了很好的使用效果。

結(jié)語

噴油螺桿空壓機最常見的故障就是主機排氣溫度高以及聯(lián)鎖停機，尤其在夏季環(huán)境溫度高的情況下該問題更為突出，機組潤滑冷卻系統(tǒng)的科學(xué)維護是解決主機排氣溫度高的關(guān)鍵。通過對機組潤滑油系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)的問題分析，總結(jié)出機組日常維護注意事項和主機排氣溫度高的原因排查和故障判斷辦法，對此類型空壓機的操作維護有一定指導(dǎo)意義。做好機組的日常維護和定期維護，堅持科學(xué)的管理，降低設(shè)備故障率，才能降低設(shè)備維修和管理成本，確保設(shè)備的安全運行，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

本文作者供職于廣西欽州泰興石油化工有限公司。