螺桿空壓機(jī)頻繁加卸載原因探討

張喜濤

（大慶油田水務(wù)公司，黑龍江大慶 163712）

0 引言

電廠壓縮空氣系統(tǒng)可進(jìn)行雜用和除灰，儀用空壓機(jī)大多數(shù)情況下用于系統(tǒng)灰塵檢測清掃、系統(tǒng)任務(wù)執(zhí)行、系統(tǒng)冷卻用氣等。雜用空壓機(jī)可檢修氣動工具，清除現(xiàn)場灰塵。對系統(tǒng)中飛灰進(jìn)行清掃的機(jī)械為除灰空壓機(jī)，清掃后運(yùn)輸灰塵，為脫硫系統(tǒng)儀表提供氣體支持[1]。空氣壓縮機(jī)在長期應(yīng)用時故障率較高，包括排氣壓低、排氣壓高、排氣溫度高等問題，這些故障會對控制面板產(chǎn)生影響，導(dǎo)致緊急停機(jī)或者出現(xiàn)明確警示情況。檢修人員發(fā)現(xiàn)問題后，及時根據(jù)實(shí)際情況對故障缺陷進(jìn)行改善，即使設(shè)備短期存在問題但并不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但若不能及時采取處理措施，將降低空壓機(jī)工作效率，增加電耗，使設(shè)備部件磨損，危及系統(tǒng)安全運(yùn)行。分析空壓機(jī)頻繁加卸載原因，并采取針對性措施。

1 壓縮空氣系統(tǒng)

1.1 空壓機(jī)工作流程

空氣壓縮機(jī)工作內(nèi)容主要包括4 個階段，卸載運(yùn)行、常規(guī)、輕載及調(diào)節(jié)氣量。輕載啟動中，Y 型連接方式是電機(jī)連接的主要方式，在空壓機(jī)啟動后6 s 內(nèi)，電磁閥開始啟動，空壓機(jī)開始穩(wěn)定運(yùn)行，油氣分離器壓力水平在0.34 MPa 以上的情況下，會啟動最小壓力閥，使空氣壓縮機(jī)向外部供氣。若系統(tǒng)內(nèi)的壓力值保持在0.8 MPa（8.0 Bar）時，以氣閥全開為主要工作狀態(tài)，空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)排出的氣量遠(yuǎn)高于用戶端用氣量的情況下，系統(tǒng)內(nèi)部壓力值會不斷提升，若壓力升高至0.74 MPa（7.4 Bar）后，壓力調(diào)解會發(fā)生作用，想要控制氣閥，必須發(fā)揮氣缸功能，以縮小空壓機(jī)的壓力值[2]。為維持排氣量和供氣量之間的相等性，一旦用戶需求降低，卸載壓力會達(dá)到固定值，此時氣閥自動關(guān)閉，開啟排空閥，壓縮機(jī)進(jìn)入卸載狀態(tài)，待壓力值下降至一定水平，空壓機(jī)會打開氣閥并繼續(xù)加載，以此形成加卸載狀態(tài)。

1.2 組合式干燥機(jī)

應(yīng)用該類型機(jī)械的過程中，采用制冷劑進(jìn)行干預(yù)。制冷劑的應(yīng)用，可形成物理吸附，發(fā)揮相變制冷作用，起到干燥空壓機(jī)空氣的效用。制冷原理是在低溫狀態(tài)下使水蒸氣處于飽和狀態(tài)，生成冷凝液體，并采取合適的形式將冷凝水進(jìn)行分離處理，去除壓縮空氣中的水蒸氣。采用物理吸附空氣中的水蒸氣，以降低空氣中水蒸氣的殘留量，采用干燥機(jī)，可進(jìn)行低露點(diǎn)壓縮空氣的獲取[3]。

2 空壓機(jī)頻繁加卸載原因

單臺空壓機(jī)應(yīng)用中，儀器的排氣量可高達(dá)45 m3/min，在空壓機(jī)處于正常工作的狀態(tài)下，卸載壓力通過控制面板設(shè)置，此時參數(shù)值設(shè)計(jì)為0.8 MPa，壓力增加值控制為0.08 MPa，依據(jù)儀器實(shí)際應(yīng)用情況，空壓機(jī)組采取2 臺空壓機(jī)一備一用形式，每臺空壓機(jī)的加載時長控制在5 min 左右，卸載時間大都維持在2 min，在60 s 內(nèi)空壓機(jī)加卸載次數(shù)超過3 次，稱之為頻繁加卸載，造成這一現(xiàn)象的主要因素有2 個。

2.1 設(shè)備因素。

加卸載與排氣壓力息息相關(guān)，空壓機(jī)在進(jìn)行自身排氣壓力控制過程中，主要目的是對加、卸載工作形式進(jìn)行控制。在常規(guī)狀況下，壓力值會被控制在合理的范圍內(nèi)，但若兩者之間的設(shè)定值縮小，將誘發(fā)頻繁加、卸載問題。根據(jù)控制邏輯分析空壓機(jī)工作狀態(tài)：加載時壓力值上升；卸載時壓力值下降。在加載壓力值不斷上升時，卸載壓力降低，縮短了空壓機(jī)組加卸載的時間，縮短后期，待二者的加卸載壓力比值接近的狀態(tài)下，會產(chǎn)生更加頻繁的動作，對設(shè)備整體的安全運(yùn)行產(chǎn)生不利影響[4]。分析空壓機(jī)工作的流程可知，空壓機(jī)中有壓力調(diào)節(jié)器，若空壓機(jī)的排氣量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用戶的用氣量，則空壓機(jī)系統(tǒng)壓力會不斷上升，上升超過一定數(shù)值后會損壞調(diào)節(jié)器隔膜，降低氣量調(diào)節(jié)功能，影響空壓機(jī)系統(tǒng)功能，短時間內(nèi)空壓機(jī)管線壓力值會不斷下降，直至與卸載壓力持平，導(dǎo)致頻繁加卸載。

2.2 系統(tǒng)因素

若壓力調(diào)節(jié)器未出現(xiàn)異常運(yùn)行情況，在空壓機(jī)調(diào)試未發(fā)生故障的情況下，可分析是否為空壓機(jī)后部位管路存在堵塞或者漏氣情況。若管路漏氣，在空壓機(jī)出口位置及干燥機(jī)出口部位設(shè)計(jì)止回閥，若前管路出現(xiàn)泄漏現(xiàn)象，將對儲氣罐壓力值起負(fù)面作用，但并不影響后端設(shè)備的合理應(yīng)用。但是，若前端管路出現(xiàn)泄漏，將對空壓機(jī)的加卸載產(chǎn)生不利影響，影響管線的壓力水平，短時間內(nèi)壓力值無法滿足要求，設(shè)備加載時的逆止閥壓力未能達(dá)到規(guī)定的加卸載壓力值，會在極短時間內(nèi)反復(fù)加卸載。管路阻塞屬于系統(tǒng)原因之一，空壓機(jī)的儲氣罐管路部位會受到阻塞，影響壓縮空氣的正常流通，導(dǎo)致空壓機(jī)之間的壓力值上升。在空壓機(jī)加載過程中，短期內(nèi)數(shù)值會提升，卸載后，壓力值會不斷上升，但阻塞位置的卸載壓力值與規(guī)定值存在較大差異，空壓機(jī)會重新加載。

3 處理方式

3.1 設(shè)備因素的處理方式

若空壓機(jī)頻繁加卸載，必須對壓力參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整。設(shè)計(jì)壓力參數(shù)時，必須分析空壓機(jī)工作狀態(tài)和并聯(lián)工作狀態(tài)，空壓機(jī)卸載壓力必須低于其他設(shè)備卸載壓力值0.01～0.02 MPa（0.1～0.2 Bar），以降低加卸載過程對系統(tǒng)產(chǎn)生的不良作用，降低頻繁加卸載問題的發(fā)生。若壓力值設(shè)計(jì)合理，設(shè)備卸載前采用壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)。若卸載前進(jìn)氣調(diào)節(jié)閥未作出對應(yīng)動作，應(yīng)檢查壓力調(diào)節(jié)器隔膜是否出現(xiàn)問題。若上述內(nèi)容并未存在故障，必須及時判斷故障情況，依靠壓力傳感器拆除和在線校準(zhǔn)兩種形式進(jìn)行，采用管路吹掃形式對壓力傳感器故障進(jìn)行消減[5]。此外，可以在空壓機(jī)與干燥器之間設(shè)置緩沖罐，以保障干燥器再生用氣量充足，解決空壓機(jī)頻繁加卸載問題。緩沖罐施放過程中必須保障儲氣罐內(nèi)部壓力值穩(wěn)定，從干燥器的再生氣消耗量入手，合理計(jì)算緩沖罐體積，但是安裝緩沖罐會縮小檢修空間，需要購進(jìn)大量的機(jī)械設(shè)備，對供氣管道進(jìn)行重新布置，所需施工周期較長，所以這一方式應(yīng)用較少。

3.2 系統(tǒng)因素的處理方式

針對加卸載頻發(fā)問題，首先要檢查系統(tǒng)漏點(diǎn)。系統(tǒng)漏點(diǎn)檢查中，需要分析手動疏水閥的打開狀態(tài)，疏水閥浮球是否存在卡澀情況，以保障空壓機(jī)疏水器處于正常工作狀態(tài)。干燥器周圍部分，分析疏水閥打開情況，確認(rèn)其打開程度是否與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)相同。若空壓機(jī)系統(tǒng)阻塞，必須確認(rèn)干燥機(jī)出口壓力值的合理性，壓力值超過規(guī)定值，說明管路或者設(shè)備存在阻塞情況，此時系統(tǒng)壓差數(shù)據(jù)大都超過0.05 MPa（0.5 Bar）。

干燥機(jī)和過濾器是空壓機(jī)組的重要裝置，根據(jù)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)總結(jié)分析，常見故障點(diǎn)主要包括：①過濾器。過濾器故障高發(fā)位置主要集中于電磁閥濾網(wǎng)、濾芯和排污電磁閥，前濾網(wǎng)堵塞率較高的位置是排污電磁閥，可以靠清洗方式進(jìn)行改善，也可以根據(jù)情況更換過濾器；②干燥塔靠入口控制進(jìn)氣操作，若不能切換至規(guī)定部位，將影響氣體正常流動，氣動閥門是干燥塔的主要閥門，其故障多發(fā)在閥體和氣源兩部分，通過對過濾減壓閥進(jìn)行檢查的方式，判定氣源是否正常情況，手動氣動閥門，觀察氣缸密封程度，要保證動作的靈活性；③若組合式干燥機(jī)的熱力膨脹閥未采取合適措施進(jìn)行調(diào)試，將直接導(dǎo)致冷干機(jī)蒸發(fā)器進(jìn)出口出現(xiàn)結(jié)冰堵塞情況，嚴(yán)重影響氣體正常流通。對冷凝水進(jìn)行觀察，管道表面出現(xiàn)凝水結(jié)冰，則必須調(diào)整冷干機(jī)，以降低設(shè)備損壞的概率，減少經(jīng)濟(jì)損失。環(huán)境溫度的變化極易導(dǎo)致該故障的出現(xiàn)，可通過調(diào)節(jié)熱力膨脹閥進(jìn)行改善，也可以通過冷卻器減溫水解決問題。

4 結(jié)束語

分析空壓機(jī)頻發(fā)加卸載的原因，是由于空壓機(jī)與干燥機(jī)應(yīng)用過程中缺少緩沖罐，管道之間的容積量不足，無法保障干燥機(jī)正常再生用氣，形成管道阻塞?？梢愿鶕?jù)企業(yè)空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)的布置方式，采取有針對性的措施解決問題，確保機(jī)組安全運(yùn)行。