噴油螺桿空壓機(jī)油耗高原因分析與對(duì)策

摘 要：對(duì)噴油螺桿空壓機(jī)的工作原理與油耗機(jī)理進(jìn)行分析后，借助電站現(xiàn)場(chǎng)條件對(duì)一臺(tái)故障空壓機(jī)進(jìn)行拆解檢查，最后通過(guò)排除法獲得現(xiàn)場(chǎng)空壓機(jī)油耗高的主要原因，并開(kāi)發(fā)了具有針對(duì)性的解決方案，以消除電站現(xiàn)場(chǎng)缺陷。

關(guān)鍵詞：噴油螺桿空壓機(jī);加卸載頻率;潤(rùn)滑油添加量

0? ? 引言

噴油螺桿空壓機(jī)是一種雙軸容積式回轉(zhuǎn)型壓縮機(jī)，廣泛應(yīng)用于電力、化工、冶金等眾多工業(yè)領(lǐng)域。因陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子嚙合工作時(shí)需噴油的工作特性，噴油螺桿空壓機(jī)的壓縮空氣中難免會(huì)混入潤(rùn)滑油，并需配置專(zhuān)門(mén)的設(shè)備對(duì)壓縮空氣進(jìn)行油氣分離，控制含油量，以滿足用戶使用要求。噴油螺桿空壓機(jī)油耗高是一種常見(jiàn)故障，多數(shù)情況下指壓縮空氣排氣含油量高，空壓機(jī)油氣分離效果不佳或偏離設(shè)計(jì)要求。大量的潤(rùn)滑油隨壓縮空氣一同離開(kāi)空壓機(jī)本體，使空壓機(jī)的油耗異常增大，不僅會(huì)污染下游設(shè)備，還需維修人員頻繁補(bǔ)油，甚至可能造成壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子部件因缺油而嚴(yán)重磨損，這些均會(huì)給企業(yè)帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失。

1? ? 現(xiàn)場(chǎng)故障情況

目前我公司電站現(xiàn)場(chǎng)配有7臺(tái)噴油螺桿空壓機(jī)，平均已投運(yùn)6年。某段時(shí)間運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)巡檢時(shí)，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)干燥塔的消聲器附近地面、墻體存在油跡，干燥塔基座上殘留液態(tài)潤(rùn)滑油。

查閱空壓機(jī)的維修歷史，發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)補(bǔ)油頻率遠(yuǎn)高于廠家推薦值，甚至有空壓機(jī)因缺油而出現(xiàn)轉(zhuǎn)子咬死整機(jī)報(bào)廢的情況。以1臺(tái)英格索蘭SSR M37PE型空壓機(jī)為例，額定排氣量5.89 m3/min，排氣含油量3 mL/m3。廠家推薦的油耗計(jì)算公式如下：

Q油耗=

經(jīng)計(jì)算，此空壓機(jī)加載1 h正常損耗Q油耗=≈2.27 mL。查生產(chǎn)工單領(lǐng)油記錄，發(fā)現(xiàn)該空壓機(jī)曾經(jīng)平均1周需補(bǔ)3 L潤(rùn)滑油，如按全天24 h加載進(jìn)行計(jì)算，加載1 h損耗Q油耗=≈17.86 mL，是正常損耗的7.87倍。鑒于空壓機(jī)不可能全天加載，該空壓機(jī)實(shí)際加載油耗值將更高，遠(yuǎn)偏離設(shè)計(jì)值。

2? ? 原因分析與排查

除空壓機(jī)油管路存在異常泄漏和油變質(zhì)的情況外，由廠家推薦的油耗計(jì)算公式可知，對(duì)某固定排氣量的噴油螺桿空壓機(jī)，影響空壓機(jī)油耗的主要因素是排氣含油量和加載時(shí)間。受制于電站現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)能力，不考慮空壓機(jī)安裝、選型與設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題，選取現(xiàn)場(chǎng)一臺(tái)轉(zhuǎn)子咬死的噴油螺桿空壓機(jī)（英格索蘭SSR M37PE）作為樣機(jī)，按由易到難的思路進(jìn)行分析與排查，結(jié)果如下：

2.1? ? 管路泄漏

如空壓機(jī)管路中存在漏油或漏氣的現(xiàn)象，泄漏量越大，油耗也將越高。在對(duì)樣機(jī)氣路和油路的各接頭進(jìn)行目視檢查和保壓噴檢漏液后，均未發(fā)現(xiàn)明顯的油跡或漏點(diǎn)。

2.2? ? 加載壓力控制器

加載壓力控制器控制空壓機(jī)的加載運(yùn)行，如空壓機(jī)加載頻繁或時(shí)間長(zhǎng)，一方面會(huì)增大單位時(shí)間油耗，另一方面也會(huì)增大油氣分離器的負(fù)擔(dān)，均會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)的油耗增大。對(duì)樣機(jī)加載壓力控制器與相應(yīng)電磁閥進(jìn)行離線校驗(yàn)與檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。隨后，查閱樣機(jī)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)樣機(jī)加卸載頻率約每分鐘5次，大于廠家推薦值每分鐘不高于2次。

2.3? ? 潤(rùn)滑油

潤(rùn)滑油的型號(hào)、更換周期和添加量均會(huì)影響空壓機(jī)的運(yùn)行。單從增大油耗考慮，如潤(rùn)滑油型號(hào)不合適，運(yùn)行期間會(huì)產(chǎn)生油泥或大量的油蒸汽，油泥會(huì)堵塞油氣分離器，油蒸汽會(huì)直接隨壓縮空氣排走;如更換周期長(zhǎng)，潤(rùn)滑油會(huì)變質(zhì)、含有雜物，從而堵塞油氣分離器;如潤(rùn)滑油添加量不合適，過(guò)多液態(tài)潤(rùn)滑油會(huì)被壓縮空氣氣流卷起，增大油氣分離器的負(fù)擔(dān)。因電站化學(xué)分析能力有限，查樣機(jī)的潤(rùn)滑油添加歷史和更換周期，得知潤(rùn)滑油一直為廠家推薦的油品，更換周期遠(yuǎn)小于廠家推薦的運(yùn)行4 000 h或2年;再者潤(rùn)滑油每次更換時(shí)加入18 L即充滿油視鏡，小于廠家手冊(cè)推薦潤(rùn)滑油添加量21 L，補(bǔ)油時(shí)每次加油量都在油視鏡4/5以上，高于行業(yè)經(jīng)驗(yàn)值（油視鏡1/2～2/3處）。

2.4? ? 最小壓力維持閥

最小壓力維持閥的一個(gè)重要作用是保證油分離器前后壓差不致過(guò)大，降低氣流速度，以確保油分離效果。對(duì)樣機(jī)的最小壓力維持閥進(jìn)行離線打壓試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)異常。

2.5? ? 油分離器芯及回油管路

油分離器芯主要用于除去壓縮空氣中直徑1 μm以上的液態(tài)油滴，油滴析出后聚集于油分離器芯底部，然后通過(guò)回油管返回主機(jī)。如油分離器芯堵塞、破損或回油管路堵塞，均會(huì)導(dǎo)致空壓機(jī)的油耗增大。對(duì)樣機(jī)廢棄的油分離器芯進(jìn)行破壞性解體，未發(fā)現(xiàn)濾網(wǎng)破損現(xiàn)象，只是先前用鏈條扳手更換濾芯時(shí)，曾經(jīng)將濾芯的外殼壓裂過(guò)。查詢油分離器芯更換周期，遠(yuǎn)小于廠家推薦的運(yùn)行2 000 h或每年。對(duì)樣機(jī)油分離器芯下方的回油管進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)堵塞情況，但發(fā)現(xiàn)排氣管同油箱間有O型密封圈且一直未更換過(guò)。

2.6? ? 油過(guò)濾器、溫控閥與空冷器

油過(guò)濾器、溫控閥與空冷器均會(huì)影響空壓機(jī)的運(yùn)行溫度，使?jié)櫥图铀僮冑|(zhì)，而且容易蒸發(fā)為油蒸汽，間接導(dǎo)致空壓機(jī)油耗增大。樣機(jī)加載時(shí)運(yùn)行溫度在102～104 ℃，處于報(bào)警值105 ℃邊緣。對(duì)樣機(jī)空冷器進(jìn)行目視檢查，發(fā)現(xiàn)翅片表面嚴(yán)重積灰，查詢維修歷史每次僅用壓縮空氣進(jìn)行吹掃;查詢樣機(jī)溫控閥的維護(hù)記錄，發(fā)現(xiàn)從運(yùn)行至今未進(jìn)行任何處理，已超過(guò)廠家推薦的5年更換周期，現(xiàn)場(chǎng)將樣機(jī)溫控閥放入熱水內(nèi)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)伸縮效果不明顯;對(duì)樣機(jī)廢棄的油過(guò)濾器芯進(jìn)行破壞性解體檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，更換周期遠(yuǎn)小于廠家推薦的運(yùn)行2 000 h或每年。

綜上所述，不考慮電站技術(shù)能力無(wú)法排查的原因，樣機(jī)油耗高的主要原因是加載頻繁、潤(rùn)滑油添加量不合適、回油管路O型圈與溫控閥老化、空冷器表面積灰。

3? ? 處理措施

鑒于電站噴油螺桿空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)基本相同，針對(duì)上述樣機(jī)分析的結(jié)果，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的噴油螺桿空壓機(jī)進(jìn)行如下處理：

3.1? ? 調(diào)整加載控制器的取壓點(diǎn)

原先空壓機(jī)的取壓點(diǎn)位于空壓機(jī)排氣出口的管道上，現(xiàn)將取壓點(diǎn)調(diào)整至空壓機(jī)儲(chǔ)氣罐上。儲(chǔ)氣罐體積較大，壓力波動(dòng)較空壓機(jī)出口母管小，將設(shè)計(jì)規(guī)范書(shū)上要求的儲(chǔ)氣罐運(yùn)行壓力值加10%作為控制空壓機(jī)加載的壓力值，以降低空壓機(jī)加載頻率。

3.2? ? 更換回油管路O型圈與溫控閥

排查空壓機(jī)回油管路O型圈與溫控閥的使用年限，然后統(tǒng)一進(jìn)行更換。對(duì)直插式回油管，嚴(yán)格控制插入深度（行業(yè)經(jīng)驗(yàn)離油分離器芯底部2～4 mm），以免出現(xiàn)插入過(guò)淺無(wú)法排走油分離器芯底部積油或太深容易堵塞回油管的情況。

3.3? ? 調(diào)整潤(rùn)滑油添加量

廠家手冊(cè)上空壓機(jī)的加油量是設(shè)計(jì)值，日常換油不可能將空冷器、空壓機(jī)機(jī)頭和油管路上殘留的潤(rùn)滑油全部排盡，故按廠家手冊(cè)上的量加油只會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑油過(guò)量。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的空壓機(jī)統(tǒng)一按油視鏡上液位（行業(yè)經(jīng)驗(yàn)靜止時(shí)2/3左右）來(lái)加注潤(rùn)滑油，整體換油時(shí)盡可能先用新油對(duì)殘油進(jìn)行沖洗。

3.4? ? 清理空冷器表面積灰

空冷器是銅或不銹鋼材質(zhì)的平板式翅片管結(jié)構(gòu)，拆裝相對(duì)困難，直接用壓空吹掃效果不明顯，用高壓水槍沖洗會(huì)對(duì)周?chē)O(shè)備造成影響。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的空壓機(jī)，統(tǒng)一將空冷器拆除下來(lái)，用清洗劑浸泡，用高壓水槍和刷子進(jìn)行清洗。部分拆裝困難的空冷器，焊接部位改裝成法蘭螺栓連接的結(jié)構(gòu)，以方便日后拆裝。

經(jīng)上述處理后，對(duì)電站7臺(tái)噴油螺桿空壓機(jī)進(jìn)行為期2個(gè)月的運(yùn)行觀察，空壓機(jī)的運(yùn)行溫度由先前102～104 ℃降至90 ℃左右，基本未進(jìn)行補(bǔ)油，由此可以初步證明上述處理措施對(duì)降低空壓機(jī)油耗有一定的作用。

4? ? 結(jié)語(yǔ)

影響空壓機(jī)油耗的因素較多，排查故障的方法與手段也較多。本文根據(jù)電站7臺(tái)噴油螺桿空壓機(jī)的特點(diǎn)，結(jié)合電站現(xiàn)有的技術(shù)診斷手段與水平，以1臺(tái)空壓機(jī)為樣機(jī)進(jìn)行排查，找到了可能導(dǎo)致本電站空壓機(jī)油耗高的主要原因是加載頻繁、潤(rùn)滑油添加量不合適、回油管路O型圈與溫控閥老化、空冷器表面積灰，并有效解決了本電站空壓機(jī)油耗高的問(wèn)題。雖然本文所得出的結(jié)論并非充分必要性結(jié)論，但它可供同行電站在處理空壓機(jī)油耗高問(wèn)題時(shí)參考，具有一定的借鑒意義。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 劉建民，陳建軍.螺桿式空壓機(jī)運(yùn)行及維護(hù)技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.

[2] 上海英格索蘭壓縮機(jī)有限公司.空壓機(jī)操作與維修手冊(cè)[Z].

收稿日期：2020-03-24

作者簡(jiǎn)介：王磊（1986—），男，湖北荊門(mén)人，工程師，研究方向：核電站轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械維修。