螺杆式空压机机油乳化原因与优化策略分析

螺杆式空压机机油乳化原因与优化策略分析

艾力江 ·吾甫尔 刘新强

中国石油天然气股份有限公司克拉玛依石化公司 新疆克拉玛依 834000

摘 要：螺杆式空气压缩机于二十世纪90年代末引入我国，为空气弹簧提供压缩空气，是化工厂工作的重要组成部分。本文将从空压机的工作原理为起点，探究机油乳化的形成原因及预防措施，以期延长空压机工作寿命，以期通过分析，帮助化工厂内的相关人员，改善机油乳化的情况，提高实际工作效率。

关键词：螺杆式空压机；机油乳化；原因；优化

螺杆式空压机因其构造简易、结实耐用、散热性能优良、提供压缩空气的效率高、维护成本低廉等诸多优点脱颖而出，唯一美中不足的就是其机油乳化问题时常发生，会降低空压机的工作效率，甚至导致空压机报废。基于此，本文主要针对化工厂内螺杆式空压机机油乳化的原因进行分析，随后对其实施优化。

一、螺杆式空压机工作原理

螺杆式空压机作为车辆关键组成之一，其主要是由驱动装置、空压机机体、风冷装置、弹性底座共同组成^[1]。空压机工作的过程中，外部的空气经过空气滤清器、进气止回阀被吸入压缩机单元内。此时，由于运转中压缩机组存在的压差，机油需经过机油滤清器进入压缩机单元内，随后实施冷却、润滑、密封压缩机单元。被吸入的空气以及机油，可以在这一环节内，被压缩成混合气体进入油箱中，对油箱内壁以及折流板产生冲击作用，随后在油箱内振荡，出现的第一次油气分离。同时，99%的机油会出现油滴、空气分离的情况。随后，含油的压缩气体经过油气分离器会进行第二次精细分离，只有少量会经过油气分离器内的机油会聚集在分离器的地步，并在压力差的作用下经过油管返回压缩机单元内。经过二次分离之后的纯净压缩空气进入冷却器之后，其被冷却之后会传输至后部的压缩空气系统内。

机油乳化作为螺杆式压缩机内常见的问题，多是机油与水在一定温度下混合以及压力所致，特别是天气寒冷或多雨的季节内。这是由于空压机内的结构以及空气流程所致，空气内包含的水蒸气压缩后，其会形成水滴，在整个空压机工作过程中，空气与机油混合、分离，显著加大机油乳化的可能性。当压缩机内的水分存在油箱内，其不随着空气排出，则会出现机油乳化的情况^[2]。

二、螺杆式空压机机油乳化原因分析

（一）泵原理

当螺杆泵运转的过程中，外界空气经过空气滤清器进气阀进入主机内，其会经过主副转子相互啮合对空气产生压缩时，机油在压力差的作用下，会喷入压缩室内与空气混合，油气混合物经过冷却后，直接供给机车使用。油、气经过精分离器分离出的少量润滑油，其经过止回阀可以喷入主机内，经分离油桶实施粗分离后的润滑油在压力的作用下，其会进入温控阀以及机油过滤器。而当油温低于83°的时候，这些润滑油直接喷入主机。而当油温处于83°-110°的时候，润滑净经过冷却之后，可以喷入主机内。而主机内的油气混合物经过分离之后，可以用于循环内，螺杆泵对于机油以及空气内的水分进行搅拌以及挤压，可以为螺杆泵机油乳化提供更多便利的条件^[3]。

（二）环境因素

根据温度、湿度等等环境因素分析，可以发现大气空气在不同的环境温度内，其实际变化程度显著不同，需根据当前温度实际情况计算。研究显示，螺旋泵需持续运转长时间，才能实现87°以上的需求，但当前大部分操作无法满足，进而出现机油乳化的情况^[4]。

（三）空压机油气系统流程

空气由空气滤清器滤去尘埃之后，经由进气阀进入主压缩室压缩;并与润滑油混合。与油混合的压缩空气排入油气桶，再经由油细分离器，压力维持阀，后部冷却器，然后经水分离器，送入使用系统。

由于油气桶内之压力，将润滑油压入油冷却器，在冷却器中将润滑油加以冷却之后，经过油过滤器除去杂质颗粒，然后分成二路，一路由机体下端喷入压缩室，冷却压缩空气，另一路通到机体的两端，用来润滑轴承组及传动齿轮，而后（各部之润滑油)再聚集于压缩室底部，随压缩空气排出。与油混合之压缩空气进入油气桶，分离―大部分的油，其余的含油雾空气再经过油细分离器，滤去所余的油，经压力维持阀进入后部冷却器冷却，再经过水分离器，即可送至使用系统。

三、螺杆式空压机机油乳化优化策略

（一）加强维护保养

定期清洁、替换空气滤清器和机油滤清器，以保持机里的室内空气、机油的高清洁度。若出现发动机油初期乳化现象时，则可较长时间持续地转动螺杆泵，而发动机油的水温也相应提高，使混在发动机油里的水分因高温汽化，随压力空气流出螺杆泵。

（二）保证工作温度

经过对空压机及监测电路的改良，在实现向整列车供风时，两台螺栓泵可以同步运行，并在机车工作流程中的补风作业时，同时启用一台螺栓泵完成供风的功用，从而拉长了螺栓泵工作时间，使螺栓泵的排放温度控制保持在压力露点之上。为平衡二台螺杆泵的使用量，每到一次定检期及时将号线互调，以实现二台螺杆泵的主、备用相互替代利用。同时，还在每台螺杆泵的出风管支架路上增设了一套止回阀以发挥双重保护的功用，从而有效避免了控制系统中压缩空气断路器带来的水份逆流回油气筒中乳化机油

^[5]。

（三）空气滤清器处理

采用了合格的空气滤清器滤芯并定期更新。但按照保养手册规定，该滤芯必须每工作1200h或最长的1月才需要更新。其转换周期也应该按照具体的应用环境而作出相应调整，特别在中国北方地区，由于风沙较大，这样空气滤芯的转换周期也将大大缩短。为了作为转换滤芯的参照依据，在空压机上安装了一次真空标示器，一旦在空压机工作时真空标示器上的鲜红标识仍然清晰可见，也就是在选择转换滤芯时。一旦停机后仍能见到鲜红标识时，就应该及时调换空气滤芯。

（四）空气运转效率

按照设计规定，空压机在实际使用中的极限运行效率是30%。为了提高螺杆式空压机较高的效率，目的一点便是确保在空压机内维持较长时间的高热，并避免液体水在挤压机内形成。最高运行效率=挤压机工作时间/机车实际工作时间。在实际使用中，人们发现多数进行发动机油乳化的空压机效率都远远不及30%，而且也总在冷态下才启动且运行时间也很短。在发动机油湿度还未升至80℃以下时，由于压缩空气系统内部的气压差已达1MPa，而使空压机自行终止工作。这也是目前导致螺杆式空压机机油乳化最重要的因素所在。安全措施:通过调节车辆的空气制动系统，可以防止多个空压器同时上班。加大压缩空气系统中干燥塔的排风量，可以尽量延长单台空压机的上班时间，使其运行效率大压力机容易磨损或报废，从而延长了空压器的使用寿命^[6]。

结束语：

综上所述，经过探究空压机机油乳化形成的原因，可对维护人员进行专门的培训，做好空压机的日常维护工作。同时，化工厂内工作人员还需保证实际作业时的温度，明确空气运转效率、空气滤清器相关处理形式，以此降低机油乳化的可能性。

参考文献：

[1]刘杰. 水冷式螺杆空压机改造分析[J]. 工程机械文摘，2021，(04):41-43.

[2]侯俊卿，马世贵，林树龙，卢俊生，孔志勇. XAHS186DD螺杆空压机应用及常见问题解决[J]. 物探装备，2021，31(03):195-197+202.

[3]李良. 海洋平台螺杆式空气压缩机常见故障分析处理[J]. 石化技术，2021，28(05):100-101.

[4]李军，靳春雷，刘刚. 内燃机车螺杆空压机机油乳化问题分析[J]. 现代制造技术与装备，2020，(03):100-101.

[5]孙冰. 机车螺杆式空气压缩机机油乳化问题的探讨[J]. 内燃机车，2013，(03):24-25+36+1.

[6]王莲芝. 螺杆式空压机机油乳化分析[J]. 城市轨道交通研究，2012，15(10):93-94+106.