螺杆式空气压缩机运行常见故障分析及处理

螺杆式空气压缩机运行常见故障分析及处理

高文江

中国石油哈尔滨石化分公司维修车间

摘要：目前，螺旋压气机的性能有所提高，但在实际使用中仍存在一些问题未解决，这对国内的空压机发展产生了一定的影响。本文重点对螺旋空压机的常见故障原因及解决对策进行了分析。

关键词：螺旋式空气压缩机；常见故障；处理策略

引言：螺旋压气机是一种高速旋转体积压缩机，它可以压缩气体，压缩工作体积，只有两个高速旋转的螺旋转子，具有旋转压缩机和往复式压缩机的优点，运行稳定，质量轻，运行效率高，在压缩机领域得到了广泛的应用。但是，如果在使用过程中，由于维修不当或者操作不当，会导致一系列的设备失效，从而影响到整个系统的正常运转。同时，由于螺杆空压机长期在高转速下工作，其老化和失效的可能性也较大。因此，对螺旋空压机的常见故障进行深入的研究和分析是非常有必要的。

1.螺杆式空压机的概述

1.1螺杆式空压机的简介

空压机按其结构可分为两类：体积型和速度型。目前在铁道车辆上使用的空压机大多为容积型，其主要有两类：往复式活塞式空气压缩机和旋转式螺旋压缩机。螺旋空压机结构简单，易损件少，排温低，压比大，维护费用低，运行平稳，噪音低，因此在机车、动车、轻轨、地铁等领域得到了广泛的应用。我国目前使用的空压机有克诺尔 SL系列空压机，阿特拉斯 GAR空压机，石家庄嘉祥 TSA空压机等。

1.2整体结构

螺旋空压机的主体结构包括：驱动装置、空气压缩机本体（通常称为机头）、空气冷却装置、底座（吊架）。通常是直接传动形式，电动机轴与压气机的主轴用柔性联轴器相连，离心式冷却风扇（叶轮）安装在联轴器上，而风机的螺壳通过中间支架和风机后罩分别与电动机的端面凸缘和压气机的端缘法兰相连。由于有柔性耦合器作为补偿，风机蜗壳、风机后盖、中间支架、马达端面法兰和压气机法兰的同轴度需要易于机械加工，然后用法兰盘固定件将它们组合在一起，形成一个具有很好的共轴刚度。

传动：采用三相交流电机或直流电机凸缘。压缩机本体：一对螺杆组合于主机外壳内，构成空气压缩机主机，主机再装入气缸。螺旋主机和气缸整体结合，使得它在空间上达到了最紧密的结构。空气冷却器：由涡壳和离心风机（叶轮）构成的风机，为设备的制冷提供空气。在蜗壳的上部安装了一个扩压器，它与冷却器相连。该冷却器包括两个部件，即机油冷却器和后压缩空气冷却器。该冷却机利用离心风机（叶轮）提供的冷却空气，将其与压缩过程中的热进行交换。在控制上，采用压力开关、温度开关、安全阀等安全保护措施，确保了系统的安全运行。并可在螺旋空压机上设置定时表，记录其实际工作时间，便于用户进行维修。

2.螺杆式空气压缩机运行常见故障分析

2.1主机的排气温度偏高

若机房内的温度在允许的范围内，油面正常，则需对设备的温度元件进行故障排除，通常可以采用其他的温度计进行校正。如果测温元件不存在问题，则可以检测油冷却器的入口和出口的温差，通常是5-8摄氏度。如果超过这个温度范围，就说明机油流量不足，或者是油路堵塞，或者是温控阀没有完全打开，所以要进行机油过滤器的相关检查。

2.2对静止车辆故障的判定

首先，燃气管路管路阀门采用碳素材料，容易发生锈蚀，清洗爆破不彻底，造成异物侵入体内。其次，对转子的游隙及排端间隙进行了检测，结果表明，压气机排端间隙留有较大的转子游隙，导致最小排间隙不够大；由于操作者缺乏经验，在停车过程中，平衡板的油压没有与压气机的下降同步调节，导致了轴向力的异常，使转子被推到了排气侧，在停机惯性的作用下，转子的端面与机身的金属丝被固定住。

2.3润滑油损耗增大

在喷射式螺旋空压机的工作中，由于有少量的润滑油被气流带走，所以存在着一定的损失。在正常工况下，每2000小时需要补充5-10升的燃油，如果燃油消耗增加，有下列原因。首先，油、气分离过滤器有破裂，油随着气体被吸走的量增加。其次，由于检修、更换备件等原因，分离装置的回油管与油分底部的距离变大，油份底部的储油量增多，或回油管堵塞，导致回油不通畅，导致润滑油损耗增加。最后是石油泄漏的后果，首先，机组各部件、密封部位等有渗漏现象，这时要立即停止运行，以排除漏油。其次，机油冷却器内部渗漏，使机油进入循环冷却水。

2.4振动故障

由于螺旋压气机的结构特性，它的转子振动特性与常规的单轴压气机有相似之处，但又衍生出了很多新的模态。频繁的启动和停机会对齿轮的使用寿命产生一定的影响，从而引起传动装置的振动。其次，螺旋压气机的蜗壳与变速箱的联接刚度较低，易受管路应力的影响，故其级间换热器支撑弹簧及管路支架必须始终处在适当的位置，以防止管路应力对机组振动产生不利影响。

3.螺杆式空气压缩机的维护措施

3.1对螺杆式空气压缩机进行设备点检

若要提高螺旋空压机的维修保养，必须对其进行严格的检查。设备维修是螺杆空压机维修的一种行之有效的方法，因此，要针对其具体情况，制订相应的维修规范。利用专用的测试工具，对压缩机的周期、数量、流向等进行分类，并建立相应的分级检验体系。新型螺旋压气机的检验工作是由空压机检验员或专门的检验员完成的。对空压机进行定期的检验，制定严格的检验规范，并对其进行专业技术问题的处理，并对其进行多级维修。所以，在螺杆空压机维修中，采用单级装置是一种十分有效的方法。

3.2加强对螺旋式空气压缩机维护的重视程度

在排除空压机危险的同时，对螺杆空压机的维修也应给予相应的关注。由于各单位在使用螺杆空压机时，对其保养工作不够重视，为节约开支，并未对其进行定期的清洗保养，故其使用安全隐患较大，所以一定要做好螺杆空压机的维修工作，必须加强对其的关注。

3.3设计实施计算机远程智能监控方案，实现无人值守

采用西门子 PLC作为控制单元的智能控制在线监控系统，将高清数码相机、液位传感器、正压传感器、温度传感器等设备反馈给高压变频器，实现闭环 PID控制。并通过 PLC通信端口、远程 DCS接口与工业以太网连接，并在压力风室增加高清数码相机，设备通过光纤接入以太网嵌入矿山自动化控制平台。由矿山调度集中室自动监控，实现矿井调度集中室自动监控，实现实时监控、智能控制、无人控制。在调度中心，利用电脑进行远程监视，对压缩机的能量消耗时间、能量消耗情况进行分析判断，使启动部件长期保持在最优能量消耗状态。

3.4进行日常良好的保养

螺旋空压机在工作时，不但要经常保养，还要经常保养。从而达到了较好的操作效果。螺杆空压机的维修保养虽然简单，但是维修起来比较繁琐。有关的刀具及有关的工件应正确摆放，避免遗失。清洗空压机时，应保证整个机器内外清洁，各零件的边缘、齿轮要不沾油，现代机器的各个部分不能有任何泄漏，对微小的垃圾要定期清理。润滑表面保养时，要经常更换润滑油，并按一定数量添加。保证螺旋空压机工作平稳。在空压机操作中，应由熟悉设备的人员正确地操作，避免出现安全事故。

结束语

总之，螺旋空压机具有优良的性能和较低的管理成本，因此在实际生产中得到了广泛的应用。螺旋空压机的油气分离系统、冷却系统、气量调节系统、回流系统等都起着非常关键的作用，保证其在正常工作条件下，压缩机的工作才能正常运转。

参考文献：

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