LU90-8 型螺桿式空氣壓縮機(jī)常見故障分析與處理

張建光 趙志偉 陳天華

（長(zhǎng)慶油田采氣一廠第五凈化廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017000）

一、概述

在石油及天然氣的儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，廣泛的使用各種管輸流體機(jī)械，用來增加流體的能量、克服流體的阻力，達(dá)到沿管路運(yùn)送的目的。壓縮機(jī)是最常見的流體機(jī)械。輸送流體介質(zhì)并提高其動(dòng)能的機(jī)械稱為壓縮機(jī)。

二、工作原理及主要流程

（一）工作原理

LU90-8 型螺桿式空氣壓縮機(jī)是噴油單級(jí)螺桿壓縮機(jī)，采用聯(lián)軸器直接傳動(dòng)，帶動(dòng)主機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過容積縮小進(jìn)行氣體壓縮，主機(jī)排出的空氣+油混合氣體經(jīng)過油精分離器，將壓縮空氣中的油分離出來，再經(jīng)過氣水分離器將水分分離出來，最后得到潔凈的壓縮空氣。

該空壓機(jī)是容積式壓縮機(jī)的一種，空氣的壓縮是靠裝置于主機(jī)內(nèi)相互平行嚙合的陰陽(yáng)轉(zhuǎn)子的齒槽之容積變化而達(dá)到，轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的機(jī)殼內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)子齒槽之間的氣體不斷地產(chǎn)生周期性的容積變化而沿著轉(zhuǎn)子軸線由吸入側(cè)推向排出，完成吸入、壓縮、排氣三個(gè)工作過程。

（二）空氣流程

空氣→空氣過濾器→減荷閥→主機(jī)→油氣分離器→最小壓力閥→冷卻器→氣水分離器→出口（供氣）

氣水分離器分離出來的冷凝水經(jīng)過自動(dòng)排污電磁閥排放掉。

（三）潤(rùn)滑油流程

潤(rùn)滑油→分離油罐→溫控閥→冷卻器（或旁通）→油過濾器→主機(jī)。

空氣+油混合氣體在分離油罐內(nèi)經(jīng)過改變方向、旋轉(zhuǎn)，大部分的油被分離出來，剩余的小部分油再經(jīng)過油精分離器被分離出來，這部分油被插入油精分離器內(nèi)的管子抽出，經(jīng)節(jié)流單向閥流入主機(jī)的低壓部分，節(jié)流單向閥的節(jié)流作用是使被分離出來的油全部被及時(shí)抽走，而又不放走太多的壓縮空氣，如果節(jié)流孔被堵，油精分離器內(nèi)將積滿油，會(huì)嚴(yán)重影響分離效果；節(jié)流單向閥的另一個(gè)作用是防止停機(jī)時(shí)，主機(jī)內(nèi)的潤(rùn)滑油倒流入油精分離器內(nèi)。

分離油罐內(nèi)的熱油流入溫控閥，溫控閥根據(jù)流入油的溫度控制流到冷卻器和旁通油量的比例，以控制排氣溫度不至于過低，過低的排氣溫度會(huì)使空氣中的水分在分離油罐內(nèi)析出，并使油乳化而不能繼續(xù)使用，最后油經(jīng)過油過濾器后噴入主機(jī)。

潤(rùn)滑油循環(huán)由分離油罐與主機(jī)低壓腔之間的壓差維持，為了在機(jī)器運(yùn)行過程中保持油的循環(huán)，必須保證分離油罐內(nèi)始終有0.2-0.3MPa 的壓力，最小壓力閥就是起到這一作用的。

三、常見故障分析

（一）主機(jī)排氣溫度過高原因分析

風(fēng)冷型空壓機(jī)主機(jī)排氣溫度過高是困擾其正常運(yùn)行的重要因素，正常情況下，空壓機(jī)的吸氣溫度≤40℃時(shí)，排氣溫度≤100℃。如果排氣溫度過高，潤(rùn)滑油會(huì)出現(xiàn)積炭、積垢、酸化等變質(zhì)現(xiàn)象，造成許多元件損壞，甚至燒毀主機(jī)?？諌簷C(jī)都設(shè)計(jì)有超高溫保護(hù)功能，一旦排氣溫度超過設(shè)定值時(shí)（110℃），空壓機(jī)就會(huì)自動(dòng)切斷電動(dòng)機(jī)電源，使其緊急停機(jī)。排氣溫度超高的原因有以下幾種可能：

1.系統(tǒng)缺油或供油不足。系統(tǒng)缺油或供油不足會(huì)使主機(jī)迅速升溫，造成排氣溫度過高，嚴(yán)重時(shí)使主機(jī)抱死燒毀。

2.冷卻器積灰。風(fēng)冷型螺桿式空壓機(jī)主要靠冷卻器散熱，冷卻器表面積灰會(huì)影響散熱效果，造成空壓機(jī)排氣溫度過高。

3.溫控閥工作失靈或磨損。溫控閥安裝于冷卻器前方，其功能是維持排氣溫度于壓力露點(diǎn)以上，當(dāng)溫度較低時(shí)，溫控閥支路開啟，主回路關(guān)閉，潤(rùn)滑油不經(jīng)冷卻器直接進(jìn)入主機(jī)，待溫度升高時(shí)，溫控閥動(dòng)作，部分潤(rùn)滑油經(jīng)過冷卻器冷卻后再進(jìn)入主機(jī)，當(dāng)溫度升高到70℃以上時(shí)，潤(rùn)滑油則全部經(jīng)過冷卻器冷卻再進(jìn)入主機(jī)。溫控閥出現(xiàn)故障，使?jié)櫥蜔o法經(jīng)過冷卻器進(jìn)行冷卻，從而油溫不斷升高，造成排氣溫度過高。其失靈的主要原因，一是閥芯上的熱敏彈簧疲勞后彈性系數(shù)改變，不能隨溫度變化而正常動(dòng)作；二是閥體磨損，閥芯卡死或動(dòng)作不到位等。

4.潤(rùn)滑油品質(zhì)差。螺桿式空壓機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油要求嚴(yán)格，劣質(zhì)的潤(rùn)滑油會(huì)產(chǎn)生積炭或乳化、堵塞油路、閥類動(dòng)作失靈，造成空壓機(jī)排氣溫度過高，甚至造成整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。

（二）停機(jī)后空氣過濾器吐油故障原因分析

過濾器吐油會(huì)造成濾芯污染、堵塞，降低濾芯的使用壽命，其主要原因是減荷閥動(dòng)作不靈活造成。減荷閥靠活塞運(yùn)動(dòng)控制主機(jī)進(jìn)氣，密封要求嚴(yán)格。

（三）排氣中含油量大、且耗油量大原因分析

空壓機(jī)排氣中含油量大，造成耗油量大，是空壓機(jī)運(yùn)行耗油的主要原因有：

1.潤(rùn)滑油油位過高。

2.回油管堵塞。

3.回油單向閥失控導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)后油倒流回油精分離器，再次啟動(dòng)就會(huì)造成跑油。

4.油精分離器濾芯損壞、破裂。

5.使用油品的型號(hào)不正確，產(chǎn)生過多泡沫；油變質(zhì)或超期使用。

（四）排氣量不足和排氣壓力升不起原因分析

造成排氣量不足和排氣壓力升不起的原因有兩方面：

一是空壓機(jī)本身故障原因。首先檢查空氣過濾器是否堵塞，其影響著主機(jī)的進(jìn)氣量；

二是檢查減荷閥運(yùn)行情況，減荷閥卡死或動(dòng)作不靈活也將影響主機(jī)進(jìn)氣量，造成排氣量不足和排氣壓力升不起；

三是下游用氣量超過空壓機(jī)額定排氣量。

（五）空氣壓縮機(jī)軸承監(jiān)測(cè)后軸承溫度正常，前軸承溫度超溫停機(jī)原因分析；

空氣壓縮機(jī)后軸承是受力做功部位，一般軸承監(jiān)測(cè)到的溫度要比后軸承溫度要高；而空氣壓縮機(jī)運(yùn)行過程中出現(xiàn)后軸承溫度正常，前軸承溫度超溫停機(jī)；造成的原因有兩種：

一是空氣壓縮機(jī)軸承溫度監(jiān)測(cè)電子元件老化、損壞問題；

二是空氣壓縮機(jī)軸承溫度監(jiān)測(cè)電子元件連接線路受電源線纜電磁的干擾造成監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出錯(cuò)；

三是空氣壓縮機(jī)軸承長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)不到位，造成軸承磨損。

四、故障處理措施

（一）主機(jī)排氣溫度過高故障

1.系統(tǒng)缺油或供油不足應(yīng)在空壓機(jī)運(yùn)行狀態(tài)下觀察，潤(rùn)滑油油面低于最低油位應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充潤(rùn)滑油；供油不足主要檢查油過濾器、油精分離器是否堵塞，兩部位均設(shè)有壓差發(fā)訊器，堵塞信息會(huì)在NEZA 顯示屏上有報(bào)警提示。工作環(huán)境較差，粉塵較多時(shí)，應(yīng)縮短油過濾器、油精分離器的更換周期。

2.冷卻器積灰應(yīng)根據(jù)工作環(huán)境定期清理冷卻器積灰，主要是換熱翅片間的積灰，同時(shí)加強(qiáng)進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)的清理，風(fēng)沙較大時(shí)間及時(shí)關(guān)閉好門窗。

3.溫控閥出現(xiàn)故障，首先判斷溫控閥失靈的主要原因，如果是閥芯上的熱敏彈簧疲勞后彈性系數(shù)改變，不能隨溫度變化而正常動(dòng)作，需及時(shí)檢查修復(fù)閥芯上的熱敏彈簧運(yùn)行正常；若是閥體磨損，閥芯卡死或動(dòng)作不到位，需要將溫控閥及時(shí)更換。

4.針對(duì)潤(rùn)滑油品質(zhì)差。螺桿式空壓潤(rùn)滑油必須使用合格的螺桿壓縮機(jī)專用油，同時(shí)還要滿足潤(rùn)滑油有高的抗氧化穩(wěn)定性能；高的高溫穩(wěn)定性能；減少沉積油泥形成；減低起泡傾向，有利于分離；有高的自燃點(diǎn)及閃點(diǎn)，不易著火，閃點(diǎn)應(yīng)大于200℃；傾點(diǎn)必須低于最低使用環(huán)境溫度5℃以下；有很好的抗腐蝕性能；使用壽命長(zhǎng)。

（二）停機(jī)后空氣過濾器吐油故障

空氣過濾器吐油故障主要是減荷閥問題，減荷閥必須定期進(jìn)行保養(yǎng)，以維持良好的工作狀態(tài)，保養(yǎng)時(shí)，需將零件拆下，檢查各磨擦表面的磨損情況，特別需注意檢查橡膠密封圈表面，有損壞或裂縫則須更換新件，在重新安裝時(shí)，各零件應(yīng)清洗干凈，金屬零件的磨擦表面應(yīng)涂上潤(rùn)滑油。

（三）排氣中含油量大、且耗油量大故障

空壓機(jī)運(yùn)行耗油的主要處理措施有：

1.空壓機(jī)運(yùn)行潤(rùn)滑油油位應(yīng)保證在正常范圍內(nèi)。

2.回油管堵塞不暢需及時(shí)清理或更換回油管。

3.回油單向閥失控導(dǎo)致機(jī)組停機(jī)后油倒流回油精分離器，再次啟動(dòng)就會(huì)造成跑油。更換回油單向閥。

4.油精分離器濾芯應(yīng)按期進(jìn)行更換。

5.使用合格的專用潤(rùn)滑油，使用正確型號(hào)潤(rùn)滑油；油變質(zhì)或超期使用需按期進(jìn)行更換。

（四）排氣量不足和排氣壓力升不起故障

1.空壓機(jī)本身原因造成排氣量不足和排氣壓力升不起。首先檢查空氣過濾器是否堵塞，其影響著主機(jī)的進(jìn)氣量，應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境和使用時(shí)間定期清理或更換空氣過濾器濾芯；

2.檢查減荷閥是否動(dòng)作，減荷閥卡死或動(dòng)作不靈活也將影響主機(jī)進(jìn)氣量，造成排氣是量不足和排氣壓力升不起，要定期對(duì)減荷閥進(jìn)行保養(yǎng)；

3.下游設(shè)備用氣量超過空壓機(jī)額定排氣量造成排氣量不足和排氣壓力升不起，需調(diào)整優(yōu)化下游設(shè)備用氣量，或者重新評(píng)估下游工藝用氣量進(jìn)行擴(kuò)建。

（五）空氣壓縮機(jī)軸承溫度超溫、故障停機(jī)

空氣壓縮機(jī)后軸承是受力做功部位，軸承溫度監(jiān)測(cè)是螺桿壓縮機(jī)重要參數(shù)，軸承運(yùn)行好壞影響空氣壓縮機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行，軸承故障分析處置尤為重要，如果是空氣壓縮機(jī)軸承溫度監(jiān)測(cè)電子元件問題，應(yīng)該定期檢查，及時(shí)更換監(jiān)測(cè)電子元件；若是空氣壓縮機(jī)軸承溫度監(jiān)測(cè)電子元件連接線路受電磁的干擾造成；在空氣壓縮機(jī)安裝施工時(shí)要考慮電磁的干擾，可以采取使用帶有屏蔽層電源線纜，同時(shí)做好軸承溫度監(jiān)測(cè)電子元件及設(shè)備接地連接線路，消除電源線纜電磁的干擾產(chǎn)生的靜電?？諝鈮嚎s機(jī)軸承長(zhǎng)期運(yùn)行維護(hù)不到位軸承磨損，需要按照設(shè)備管理制度定期保養(yǎng)維護(hù)，加強(qiáng)設(shè)備巡檢，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)維修更換。

五、總結(jié)

LU90-180 系列風(fēng)冷型螺桿式空氣壓縮機(jī)具有優(yōu)越而可靠的性能、振動(dòng)小、噪音低、效率高、且運(yùn)行管理費(fèi)用較低等優(yōu)點(diǎn)，在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用，熟悉掌握其工作原理以及常見故障的處理方法，將保證螺桿壓縮機(jī)安全、高效地運(yùn)行。