談螺桿式空壓機(jī)排氣慣性問題與綜合分析
空壓機(jī)設(shè)備隨著社會經(jīng)濟(jì)科技發(fā)展,空壓機(jī)設(shè)備細(xì)分程度的不斷加深,雙螺桿空氣壓縮機(jī)作為一種重要的動力設(shè)備源,被越來越多地應(yīng)用于各種生產(chǎn)領(lǐng)域,因而其運(yùn)行狀態(tài)將直接影響用氣企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)行。一旦其操作不當(dāng)、維護(hù)不力,就會在運(yùn)行中發(fā)生各種故障,從而影響設(shè)備的使用壽命以及企業(yè)的生產(chǎn)效率,嚴(yán)重者還可能造成人身安全及財(cái)產(chǎn)設(shè)備損失。今天我們就對螺桿空壓機(jī)壓縮機(jī)在排氣方面的慣性問題進(jìn)行一些探討。
螺桿壓縮機(jī)排氣慣性問題綜合分析
1、螺桿壓縮機(jī)工作原理
吸氣過程:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時,主副轉(zhuǎn)子所形成的齒間容積逐漸擴(kuò)大,該容積僅僅與吸氣口連通,外界空氣被吸入齒間容積內(nèi)。當(dāng)齒間容積增到大時,齒間容積與吸氣口斷開,吸氣結(jié)束。此為“進(jìn)氣過程”。
螺桿壓縮機(jī)排氣慣性問題綜合分析
封閉及輸送過程:在吸氣終了時,主副轉(zhuǎn)子齒峰會與機(jī)殼閉封,在齒間容積內(nèi)的空氣即被封閉在由主、副轉(zhuǎn)子及殼體組成的封閉腔內(nèi),此即“封閉過程”。兩轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動,主副轉(zhuǎn)子齒相互嚙合,嚙合面逐漸向排氣端移動,齒間容積內(nèi)的空氣也跟著向排氣端輸送,即“輸送過程”。
壓縮及噴油過程:在輸送過程中,隨著轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn),齒間容積由于轉(zhuǎn)子齒的嚙合而不斷減小,齒間容積內(nèi)之氣體體積也隨之減小,氣體被壓縮,壓力升高,此即“壓縮過程”。壓縮的同時,潤滑油因壓力差而噴入齒溝內(nèi)與空氣混合。
排氣過程:當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到齒間容積與機(jī)殼排氣口相通時,被壓縮之氣體開始排出,這個過程一直持續(xù)到齒末端的型線完全嚙合,此時齒間容積為零,氣體被完全排出,即完成“排氣過程”。
2、常見故障分析及處理
2.1排氣溫度過高
一旦排氣溫度超過預(yù)置的保護(hù)溫度值,壓縮機(jī)上的超溫報(bào)警自停開關(guān)會動作,并引起停機(jī)故障噴。一般排氣溫度在70~95℃范圍內(nèi),部分品牌會更高。
(1)常規(guī)零部件檢查。常規(guī)檢查一般按先易后難的順序進(jìn)行。①由于壓縮機(jī)系統(tǒng)缺少機(jī)油,機(jī)頭不能得到很好的冷卻,從而使機(jī)頭排氣溫度過高,此時應(yīng)該及時補(bǔ)充潤滑油。②油過濾器。螺桿壓縮機(jī)的油過濾器具有較高的精度,濾芯極易堵塞,導(dǎo)致主機(jī)供油不足,排氣溫度過高。可采用專用工具將油過濾器卸下來,認(rèn)真檢查濾芯是否含有污物,若濾芯臟則應(yīng)及時進(jìn)行更換。③冷卻風(fēng)扇。冷卻風(fēng)扇是風(fēng)冷機(jī)組的關(guān)鍵部件,可對油冷卻器及空氣后冷卻器實(shí)施強(qiáng)制散熱。風(fēng)扇作為動力源,可使處于機(jī)殼和外部空間之間的冷卻風(fēng)進(jìn)行循環(huán)流動,提高機(jī)器的散熱效果。一旦風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動,壓縮機(jī)的排氣溫度在一定時間內(nèi)就會達(dá)到報(bào)警自停水平。鑒于冷卻風(fēng)扇面積大、葉片細(xì)長、剛度較差、易變形等特點(diǎn),需要經(jīng)常對其進(jìn)行檢查,必要時加以調(diào)整。④冷卻器。油冷卻器和空氣后冷卻器作為主要散熱器件,必須定期進(jìn)行清洗。冷卻器外表面的污垢主要是冷卻油以及灰塵形成的油泥,而冷卻器多由翅片管制成,夾在翅片間的油泥難以清除,采用低壓蒸汽噴洗除污效果較好;冷卻器管內(nèi)的污垢主要是油循環(huán)過程中所產(chǎn)生的積炭,一般用專用清洗劑進(jìn)行循環(huán)沖洗,直至積炭完全去除。
(2)壓力開關(guān)檢查。雙螺桿壓縮機(jī)的主機(jī)排氣壓力由壓力開關(guān)設(shè)定,一旦壓力開關(guān)損壞或鎖緊器鎖不嚴(yán),受機(jī)器振動影響,易使設(shè)定值發(fā)生飄移,造成排氣壓力超過限定值,進(jìn)而引起機(jī)組排氣超溫。
(3)溫控閥檢查。溫控閥為三通閥,在壓縮機(jī)冷卻啟動時,可使油繞過冷卻器,直接噴入主機(jī),實(shí)現(xiàn)油溫快速上升,以防壓縮空氣中的水蒸氣在油分離器中凝結(jié)。當(dāng)油溫上升至65℃后,溫控閥會隨著油溫的升高而將主回路逐步打開,通過調(diào)節(jié)流經(jīng)油冷卻器以及旁路的油量比例來控制油溫,確保壓縮機(jī)的噴油溫度保持在最佳點(diǎn);若溫控閥失靈,則潤滑油可能不經(jīng)油冷卻器而直接噴入主機(jī),油溫?zé)o法降低,造成排氣溫度高而停機(jī)。停機(jī)后,應(yīng)首先檢查油冷卻器進(jìn)入排油管的溫度,若溫差不大,則應(yīng)對溫控閥進(jìn)行檢查。溫控閥可能出現(xiàn)的故障: ①閥芯上的熱敏彈簧不能隨著油溫的變化而正常動作;②閥體磨損,動作不到位,無法正常工作。要根據(jù)實(shí)際情況及時修復(fù)或更新。
(4)斷油電磁閥檢查。若機(jī)組長期采用自動啟停方式工作,因頻繁啟停,斷油電磁閥極易發(fā)生損壞,致使主機(jī)因供油不足或是供油中斷而引起機(jī)組排氣超溫。
(5)如果壓縮機(jī)沒有使用專門的潤滑油,而是用劣質(zhì)的潤滑油來替代,在高溫條件下,潤滑油不足以保護(hù)壓縮機(jī)的各個部件,這就會導(dǎo)致排氣溫度瞬間升高。空壓機(jī)溫度過高是一種常見的故障,往往不能夠引起操作人員的足夠重視,高溫持續(xù),會導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低,加倍設(shè)備的耗損,縮短設(shè)備壽命。
2.2排氣壓力偏低
主機(jī)排氣壓力偏低主要由進(jìn)氣不足、排氣泄漏等原因引起,需要從以下幾方面檢查:
①放氣閥故障(加載時無法關(guān)閉);②壓力開關(guān)設(shè)置太低(繼電器控制機(jī)組);③壓力表故障(繼電器控制機(jī)組),更換壓力表;④壓力開關(guān)故障(繼電器控制機(jī)組),維修,必要時更換壓力開關(guān);⑤控制管路漏氣:空氣壓縮機(jī)控制管路漏氣將使進(jìn)氣閥無法全部打開以至于機(jī)組負(fù)荷無法帶滿;⑥空氣需求量大于供給量:檢查供氣管道上的閥門是否開啟或系統(tǒng)上是否有漏氣現(xiàn)象,減少用氣量;⑦空氣過濾器堵塞:空氣濾清器的作用是將吸入的空氣加以過濾,保證進(jìn)入空氣壓縮機(jī)的空氣清潔干凈。如果空氣過濾器濾芯堵塞嚴(yán)重將影響到機(jī)組的進(jìn)氣量。所以必須及時更換其濾芯;⑧壓力調(diào)節(jié)器失靈或損壞:壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能是根據(jù)客戶用氣量的大小,自動調(diào)節(jié)壓縮機(jī),以便達(dá)到供需平衡。所以要對損壞的壓力調(diào)節(jié)器及時更換,對失靈的壓力調(diào)節(jié)器及時調(diào)整;⑨油氣分離器堵塞:由于油路系統(tǒng)中或多或少存在某些雜質(zhì),濾芯工作一段時間后,會發(fā)生阻塞現(xiàn)象使壓縮空氣通過濾芯的阻力增加,影響機(jī)組的正常工作。因此,操作人員應(yīng)根據(jù)監(jiān)控器面板上顯示的信號,及時更換濾芯。
2.3排氣含油量偏高
壓縮機(jī)排氣含油量偏高不僅會降低氣體的潔凈度,污染設(shè)備,而且會增大油耗,增加生產(chǎn)成本。排氣含油量出現(xiàn)超標(biāo)時,可從以下幾方面著手檢查。
(1)油分離芯子出現(xiàn)損壞
在螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中,油分離芯子出現(xiàn)損壞如破損、穿孔現(xiàn)象,那么其就失去了油氣分離的作用。也就是說混合氣體和壓縮機(jī)的排氣管道直接貫通了,大量的冷卻油并沒有被分離出來,隨著氣體一起被排出機(jī)體,就造成了在排氣過程中出現(xiàn)帶油故障。
(2)回油管路出現(xiàn)故障
在螺桿式壓縮機(jī)的工作過程中,回油管路肩負(fù)著重要的責(zé)任,油分離芯子內(nèi)部與壓縮機(jī)進(jìn)口會形成一種壓力差,在這種壓力差的作用下,回油管路負(fù)責(zé)將油分離芯子的底部聚集的油輸送回壓縮機(jī),在下個循環(huán)過程中繼續(xù)使用。如果回油路出現(xiàn)堵塞、斷裂以及安裝不正確等故障,就不能將油分離芯子底部聚集的油輸送回壓縮機(jī),造成底部積壓的油過多,那么這部分未被輸送回壓縮機(jī)的油就將隨著氣體排出,就會出現(xiàn)排氣過程中出現(xiàn)帶油的現(xiàn)象。
(3)系統(tǒng)壓力控制過低
在螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中,系統(tǒng)壓力控制過低,將會造成分離器內(nèi)的離心力小于工作要求離心力,那么分離器的作用就不會完全體現(xiàn)出來,就會造成進(jìn)入下一環(huán)節(jié)分離器芯子內(nèi)氣體的含油量過高,超出了其分離范圍,也就導(dǎo)致了油氣分離不徹底,在壓縮機(jī)排氣過程中出現(xiàn)帶油故障。
(4)最小壓力閥失效
在螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中,最小壓力閥的作用是保證運(yùn)行過程中系統(tǒng)壓力控制在最小壓力之上。如果最小壓力閥出現(xiàn)失效現(xiàn)象,那么系統(tǒng)的最小壓力將無法保證,由于運(yùn)氣設(shè)備的耗氣量是非常大的,就會造成系統(tǒng)壓力過低,回油管路不能回油。聚集在油分離器芯子底部的油就將無法回送到壓縮機(jī)內(nèi),會隨著壓縮氣體排出壓縮機(jī),造成平排氣過程中的帶油故障。
(5)壓縮機(jī)內(nèi)加入的冷卻油過多
在螺桿式壓縮機(jī)運(yùn)行前,加入的冷卻油過多,超過壓縮機(jī)的范圍,那么在壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中,由于油位過高,雖然分離系統(tǒng)將油氣分離出來了,但是在氣體的排放中,氣體還會將冷卻油卷入到氣體當(dāng)中排放,致使排放氣體中含油量過高,出現(xiàn)帶油故障。
(6)冷卻油質(zhì)量不合格
在壓縮機(jī)運(yùn)行前,加入了不合格的冷卻油,或者冷卻油超過了適用時間,已經(jīng)無法達(dá)到冷卻的效果。那么在螺桿式壓縮機(jī)的運(yùn)行過程中,冷卻油失去了其作用,并不能將油氣冷卻分離。那么在排氣過程中就必定會出現(xiàn)帶油故障。
2.4進(jìn)氣口返油
壓縮機(jī)停機(jī)后,冷卻油從主機(jī)進(jìn)氣口噴出,這一現(xiàn)象即為進(jìn)氣口返油。引起這一現(xiàn)象的原因主要有以下幾方面。
(1)逆止閥故障。主機(jī)排氣管是壓縮空氣倒流回主機(jī)的唯一通道,逆止閥閥芯發(fā)卡無法完全關(guān)閉或長期運(yùn)行閥芯磨損密封失效都可導(dǎo)致壓縮空氣倒流,帶動主機(jī)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn),使進(jìn)入主機(jī)內(nèi)的潤滑油從進(jìn)氣口噴出。解體逆止閥,檢查閥芯和密封,若損壞則更換,這種故障比較少。
(2)斷油電磁閥故障。斷油電磁閥是常閉閥,作用是在停機(jī)后切斷油路,阻止?jié)櫥蛷挠头蛛x器進(jìn)入主機(jī)。斷油電磁閥關(guān)閉不嚴(yán),在壓力還沒有完全卸載的情況下,油就會從油箱進(jìn)入主機(jī),造成進(jìn)氣口反噴。檢查斷油電磁閥,若損壞則更換新閥。
(3)排放閥未泄放。在停機(jī)過程中,排放閥應(yīng)打開釋放油分離器、油過濾器內(nèi)的壓力,若閥損壞不能正常排氣降壓,斷油電磁閥未及時關(guān)閉,則會導(dǎo)致潤滑油進(jìn)入主機(jī)后從進(jìn)氣口噴出。檢查排放閥,若損壞應(yīng)進(jìn)行更換。
結(jié)語
螺桿壓縮機(jī)雖然是一種性能穩(wěn)定、易損件較少的機(jī)械設(shè)備,但在運(yùn)行中有各種各樣的因素會導(dǎo)致其發(fā)生故障。我們只有對壓縮機(jī)在運(yùn)行中出現(xiàn)的故障有更多的了解和掌握,才能保證其安全可靠運(yùn)行,更好地為生產(chǎn)服務(wù)。