浅谈寿力螺杆式空压机的故障分析及处理

浅谈寿力螺杆式空压机的故障分析及处理

迟文天

中国航发沈阳发动机研究所能源动力保障中心，辽宁沈阳，110015

摘要：

螺杆式空压机由于其排气量大、效率高、体积小、运行平稳等特点而受到众多企业的欢迎，也成为了应用较为广泛的空压机。美国寿力TS32S－500HH型喷油螺杆式空气压缩机，是一种双轴容积式回转型压缩机。如果出现故障，不仅会造成不可估量的损失，也会影响设备的使用寿命，所以做好平时的维护保养及熟练掌握常见故障的应对措施尤为重要。根据工作中发现的问题及相关资料整理，现将寿力螺杆式空压机运行中常见的故障进行分析，并提出检查及处理方法。

关键词：螺杆式空压机，故障分析，处理

引言：

空压机是气压发生装置，是将机械能转换为气体压力能的转换装置，被广泛应用于生活生产的各个环节。尤其是双螺杆式空压机被广泛应用在机械、电子电力、化工、交通等众多工业领域，并成为压缩空气的主流产品。空压机在航空发动机的试验任务中起着至关重要的保障作用，所有整机、零部件的试验环境建立和仪表工艺用气都需要空压机提供稳定的压缩空气。目前气源供给设备采用的是美国寿力TS32S－500HH型喷油螺杆式空气压缩机，是一种双轴容积式回转型压缩机。该机组具有排气量大、效率高、体积小、运行平稳等特点。其全部组件被密封在隔音罩内，整个机组结构紧凑、外观美观、操作方便。随着发动机试车任务的不断加重，作为提供气源的主要动力设备——螺杆式空压机，其运行状态直接影响到试验任务的完成质量。一旦空压机维护不当，在运行时就会出现各种异常现象和故障，将严重影响设备的使用寿命以及企业的生产效率。所以在运行过程中应根据不同的故障采用积极有效的处理办法，保障气源供给设备的安全性和可靠性。

1 寿力螺杆式空压机的工作原理

美国寿力TS32S－500HH型机组为动力用、双级、喷油、水冷、电动机驱动的低噪声固定式螺杆压缩机。机组主要由主机、电动机、油气分离器、油冷却器、后冷却器、冷却风扇组件和机组底座等零部件组成。

在压缩机的机体内有一对经精密加工的相互啮合的转子，其中阳转子有四个齿，阴转子有六个齿。电机通过弹性联轴器带动阳转子，再由阳转子带动阴转子一起高速旋转。随着齿间容积的不断缩小，从空气滤清器中被吸入的空气不断被压缩而升高压力，当齿间容积与压缩机的排气口相通时，压缩空气便从排气口排出，进入油气分离器进行油气分离。经油气分离后的气体依次通过最小压力阀、后冷却器和疏水阀而排出机外，供客户使用。分离出来的润滑油沉降到油气分离器的底部，在压差作用下，经冷却后再回到主机工作腔而循环使用。

1.1 气路系统

气路系统分为吸气系统和排气系统。

吸气系统主要由空气滤清器和进气控制阀组成。空气滤清器的作用是滤掉空气中的杂质，保证洁净的空气进入压缩机。进气控制阀由蝶阀和气缸调节机构组成。蝶阀的功能是控制进气量。机组满负荷运行时，蝶阀处于全开状态。当用户所需用气量减少时，由气缸调节机构推动蝶阀，使蝶阀开度减小，从而减少压缩机的进气量。当用户停止用气时，蝶阀关闭，停止进气，压缩机进入空载运行状态。当用户恢复用气时，调节机构又会使蝶阀重新打开。

排气系统主要由主机、油气分离器、最小压力阀、安全阀、放空阀，后冷却器、疏水阀和连接管路组成。经油气分离后的压缩空气通过最小压力阀、后冷却器和疏水阀，然后排出机外进入到储气罐中，之后再经过干燥器供给用户使用。在这里，最小压力阀的作用是当油气分离器中的压力大于0.35MPa时，阀门打开，机组向外供气。

1.2 油路系统

油管路系统由主机、油气分离器、热力阀、油过滤器、油冷却器及连接管路组成。油气分离器中的润滑油通过热力阀进行控制，无需冷却的经由回油管后循环回主机中，需要冷却的进入油冷却器，冷却后的润滑油经油过滤器进入主机工作腔，与吸入的空气一起被压缩，然后排出机体，进入油气分离器，完成一个循环。

1.3 水管路系统

水管路系统主要由油冷却器、后冷却器和相应的管路组成。进水管接通后冷，即先冷却气，后冷却油。为使冷却器长期保持良好的换热效果，延长冷却器的使用寿命，必须使用洁净的冷却水。

2 寿力螺杆式空压机的故障分析及处理

2.1 排气压力偏低

这种情况下主要表现是空压机始终处于一直加载状态下,其内压力达不到额定压力。这种故障的出现，加果长时间不能狈发现最终会导致气力系统压力不能够稳定，空压机一直的处于加载运行状态，从而导致设备的损坏和系统的安全运行。造成这种故障的主要原因及处理措施如下：

a)空气过滤器堵塞：由于长期的使用，空气过滤器很容易被灰尘堵塞，致使空压机进气量不足，排气压力偏低。如果表面较脏，清理或更换空气过滤器滤芯；

b)进气调节阀动作不良：一旦进气调节阀不能正常开启或开度不够，会导致进气不足、排气压力偏低。检查进气阀的动作和压力调节器的设置，对进气调节阀进行维修或者是更换；

c)油气分离器堵塞：应更换油气分离器滤芯；

d)管道有泄漏：要全面的对其进行检查，以便及时的消除漏点；

e)实际用气量大于机组输出气量：应先校核用气量，如需要再切入一台空压机并网运行。

2.2 排气温度过高

一般情况下，喷油式双螺杆空压机的排气温度在70～95℃范围内，一旦排气温度超过预置的保护温度值，空压机上的超温报警保护动作，将引起停机故障。造成这种故障的主要原因及处理措施如下：

a)油气分离器内油量不足：检查油气分离器内油位，若低于最低标准应添加润滑油；

b)冷却水量不足或水温过高：检查冷却水的供应状况，检查机组进出口水管温差，增加冷却水流量，降低水温；

c)油过滤器堵塞：油过滤器具有较高的精度，滤芯极易堵塞，导致主机供油不足，排气温度过高。可采用专用工具将油过滤器卸下来，认真检查滤芯是否含有污物，若滤芯脏则应及时进行更换；

d)油冷却器堵塞：油冷却器和空气后冷却器作为主要散热器件，必须定期进行清洗。冷却器外表面的污垢主要是冷却油以及灰尘形成的油泥，而冷却器多由翅片管制成，夹在翅片间的油泥难以清除，采用低压蒸汽喷洗除污效果较好，冷却器管内的污垢主要是油循环过程中所产生的积炭，一般用专用清洗剂进行循环冲洗，直至积炭完全去除；

e)温控阀故障：温控阀为三通阀，在空压机冷却启动时，可使油绕过冷却器，直接喷入主机，实现油温快速上升，以防压缩空气中的水蒸气在油分离器中凝结。当油温上升至65℃后，温控阀会随着油温的升高而将主回路逐步打开，通过调节流经油冷却器以及旁路的油量比例来控制油温，确保空压机的喷油温度保持在最佳点。若温控阀失灵，则润滑油可能不经油冷却器而直接喷入主机，油温无法降低，造成排气温度高而停机。检查油是否经过油冷却器冷却，若无则更换温控元件；

f)环境温度超过所规定的范围：增加排风，降低室温。

2.3 排气含油量超标

螺杆式空压机在日常使用时，运行人员经常发现压缩空气中含油量超标。空压机排气含油量超标不仅会降低气体的洁净度，污染设备，而且会增大油耗，增加生产成本。造成这种故障的主要原因及处理措施如下：

a)油气分离器中油位过高：若油位过高，进入油气分离器中的油气混合物分离时会产生较高流速，高速气流会把润滑油卷入压缩空气中，导致空压机排气含油量超标。正确的油位应在机组加载时观察，此时油位应在视油镜1/2处，若过高应排出过量润滑油；

b)回油管堵塞：拆卸清洗回油管，如有必要，更换新件；

c)油气分离器滤芯损坏：油气分离滤芯使用年限与润滑油的污染程度及流经油气分离器芯的油量有密切关系。长期运行时，润滑油中的灰尘、金属磨屑等杂质会堵塞油气分离滤芯，造成滤芯两侧压差增大，流速增大，甚至导致分离滤芯被击穿，完全失去分离功能，从而导致气体出来时候其含油量指标发生显著的增高。因此，应对油气分离滤芯进行定期检查，若出现滤芯堵塞或损坏则及时更换；

d)最小压力阀损坏：最小压力阀的作用是确保机组油循环时需要的最小压力，从而杜绝管网中高压气体倒流回油分离器，以确保油分离器前后压差不致过大，气体速度不会过高，达到油气分离的效果。但是，由于机组其长期的运行，最小压力阀其阀芯和阀体间由于不断的摩擦而受到冲击和磨损，使得阀体内部的橡胶密封圈由于受到磨损而气密性不好。如果开启压力过低，则会造成油气分离器滤芯前后压差增大，气体流速提高，将聚集在壁筒上的油液带走，导致排气含油量增大。这种故障通常会影响压缩空气的质量，也使得润滑油造成不必要的浪费现象，压缩空气中的油会影响管道的通畅性，威胁系统的运行安全；

e)机组设定的排气压力偏低：空压机在额定压力下工作时，其产生的空气流量也是额定的流量。如果设定压力低于额定压力较多，流量将大于机组额定流量，这样会导致通过油气分离器的空气流量增多，从而导致油气分离器效果变差，压缩空气含油量大。

2.4 运行过程中跳闸停机

所谓空压机跳闸停机就是空压机在正常运行的过程中因为某些原因而突然发生的跳闸停机的现象。如果空压机发生跳闸停机现象，将会导致供气系统的压力突然降低，长时间的维持这种情况将会直接的影响到整个系统的运行安全。造成这种故障的主要原因及处理措施如下：

a)油气分离器堵塞：油气分离器堵塞，引起压差增大，保护动作。应更换油气分离器；

b)润滑油规格不正确：润滑效果差，电机超载引起电机热偶动作。应检查油号，更换润滑油；

c)压缩机本体故障：如转子积碳、摩擦、进入异物等，都会导致空压机故障停机。检修时，应手盘转动，若无法转动时对主机进行检修；

d)排气温度过高：排气温度超过了机组设定的上限，应检查冷却水情况，并清理冷却器等。

2.5 空压机主机外表有润滑油溢出

造成这种故障的主要原因及处理措施如下：

a)油封脱落或缺陷漏油：检查油封、轴套、箱体配合尺寸，不符合便准的予以更换。用力搬动主动轴检查径向间隙是否过大，间隙过大应同时更换轴套及油封。检查油封与轴套结合面是否有划伤与缺陷；

b)主轴固定轴承有磨损：检查油封是否有龟裂、内唇口有无开裂或翻边。若有此情况，应更换油封并进一步检查主轴轴承；

c)结合面渗漏：检查各结合部位密封垫密封情况，修复或更换密封垫；

d)进、回油管接头松动：检查进、回油接头螺栓及箱体螺纹并拧紧。

3 结论

美国寿力TS32S－500HH型机螺杆式空气压缩机作为气源供给的主要动力设备，其运行状态直接影响到试验任务的完成质量。一旦在运行过程中发生故障，会影响到设备的使用寿命。所以只有对空压机在运行中出现的故障进行准确诊断并加以处理，才能保证其安全可靠的运行。

参考文献：

［1］刘建民，陈建军.螺杆式空压机运行及维护技术［M］.北京：中国电力出版社，2010.10

［2］陈占军.喷油式双螺杆空压机常见故障分析及处理［J］.中国煤炭，2013（2）:77－81

［3］王雅丽.螺杆空压机的故障分析及处理措施［J］.技术与市场，2013，20（10）：97