K4301B螺桿空壓機排氣超溫分析

萬慶才

摘 要：本文從螺桿機的檢修情況、操作數據與曲線，噴油系統數據等方面進行了分析，發現了檢修安裝精度的原因是造成超溫的主要原因，同時也對機組的潤滑油系統及機組的操作數據進行了排查和分析，最終解決了機組超溫問題。

關鍵詞：螺桿空壓機;排氣超溫;原因;解決措施

1 概述

K4301B機組型號為M250有油雙螺桿空氣壓縮機，轉速1480rPM，功率250kW;排氣壓力為0.8MPa，該機組為電機驅動二級壓縮，空氣通過入口過濾器、入口調節閥進入一級壓縮，一級排氣經過冷卻油幕冷卻后進入二級，經二級壓縮后達到最終的排氣壓力進入管網系統，其流程圖如下圖1。

1、后冷卻器;2、分離器;3、壓縮機;4、止回閥;

5、排放閥;6、壓力傳感器;7、水分離器;8、冷卻器;

9、最小壓力閥;10、安全閥;11、13至排水口;12、上水口

該機組的冷卻油系統包括：油池、油冷卻器、溫控閥、過濾器、分配器及油管等元件組成。

2 機組超溫跳車過程

該機組在2020年6月15日經預防性維修后進行試機，機組運轉加載2min后機體溫度迅速升到跳車溫度106度，機組跳停。機組試機的歷史曲線如圖2，圖2中曲線1代表的是排氣溫度，曲線2代表的是噴油溫度。

PI40401B 排氣壓力;PI40402B 筒體壓力;PI40403B 真空度;TI40404B 噴油溫度;TI40405B 主機溫度;PI40407B 分離器壓差從機組試機的曲線可以看出從14：27開機到14：29排氣溫度迅速的達到了109度的跳車溫度，而在這一過程中噴油溫度在73度左右，其他曲線正常。

3 原因分析

3.1 機械裝配方面

通過對檢修記錄數據檢查發現，檢修后陰陽轉子排氣端間隙偏差較大，陽轉子的間隙為0.45mm，陰轉子的間隙為0.25mm，陰陽轉子排氣端間隙不一致最終導致轉子的軸向摩擦，通過拆檢發現轉子有較大的摩擦痕跡，該設備陰陽轉子排氣端的標準間隙應為0.25-0.30mm，而且陰陽轉子間隙的偏差為0.02mm。

陰陽轉子的軸向定位間隙分別為：陽轉子0.13mm;陰轉子：0.11mm，該數值符合檢修標準。

各軸承與軸的配合間隙如下：驅動端陽轉子（軸承型號：NU318E.M1.C3）：0.03mm;驅動端陰轉子（軸承型號：NU2214ECP/C3/2214EC）：0.01mm;非驅動端陽轉子（軸承型號：HM926740）：0.04mm;非驅動端陰轉子（軸承型號：J90354）：0.02mm。各軸承與軸承箱的配合間隙如下：驅動端陽轉子（軸承型號：NU318E.M1.C3）：-0.03mm;驅動端陰轉子（軸承型號：NU2214ECP/C3/2214EC）：-0.04mm;非驅動端陽轉子（軸承型號：HM926740）：-0.03mm;非驅動端陰轉子（軸承型號：J90354）：-0.03mm;通過對以上數據的對比可以確定各部位軸承的配合間隙符合相關標準要求。

3.2 冷卻油系統方面

3.2.1 潤滑油規格、品質及油位

潤滑油是螺桿壓縮機中非常重要的工作介質，需具備高氧化性、高閃點、高溫穩定性強;既要具有流阻小，又要具有冷卻、降噪、潤滑、密封功能。潤滑油循環過程中，由于壓縮機轉速高，油的循環速度快，潤滑油在有銅、鐵等金屬催化劑存在的高溫條件下，油品極易老化，且油品處于高溫攪拌狀態，很容易形成泡沫，如果油位過高，大量泡沫會進入油分，使得氣體通過阻力增大，油耗增加，嚴重者造成高溫、過載噴油等。潤滑油的性能品質和使用周期對設備穩定可靠運行有決定作用，若使用不當，可導致壓縮機嚴重高溫，甚至主機故障。壓縮機的潤滑油牌號為：壓縮機超級冷卻劑。經采樣分析粘度、酸值、水份、機械雜質、腐蝕及氧化安定性符合要求。

3.2.2 溫控閥動作不良

溫控閥失靈的主要原因：一是閥芯上的大小兩個熱敏彈簧疲勞后彈性系數改變，不能隨溫度變化而正常動作;二是閥體磨損，閥芯卡死或動作不到位而無法正常關閉。

通過拆檢和測試溫控閥，把溫控閥閥芯放在80度的水中，閥芯可以彈開，彈開寬度為10mm，寬度符合要求，磨損情況正常。

3.2.3 油冷卻器檢查

機組的油冷卻器是水冷卻器，結構形式為固定管板式，雙管程單殼程，由于循環系統的循環水的雜質較多，影響冷卻器的換熱效果，通過對冷卻器的檢修，清洗并試壓合格后進行回裝。

3.2.4 油過濾器檢查

對機組潤滑油系統的過濾器進行檢查沒有發現無堵塞及破損情況，對過濾器進行清洗后會裝。

3.2.5 油停止閥檢查

油停止閥一般為兩位兩通常閉電磁閥，起動時開啟，停機時關閉，以避免停機時油氣桶內的油繼續噴入機頭，并從進氣口噴出。

4 操作參數方面

在螺桿空壓機的日常操作過程中，要根據設備的操作規程對具體的工作參數進行合理的控制，既要滿足工藝要求也能經濟運行，因此在運行過程中要控制壓縮機設定的運行背壓，該機組設計的背壓可以達到0.88MPa，由于管網系統要求的壓力比較低0.75MPa左右，因此在運行時背壓要及時調整，對于潤滑油噴油溫度的調整也要根據要求及時調整，既要保證溫度不能過高也不能過低。

5 儀表元器件方面

5.1 儀表精度問題

儀表的運行過程中，必然會通過對所有的構件的運行狀態監管，或者在設備中產生運行參數的調整，通過對系統狀態的分析，研究當前是否存在排氣溫度超限問題[1]。目前的常見問題為，由于儀表的精度不足，無法分析當前系統的排氣是否存在溫度過高現象，或者即使監管到了溫度較高，但是對于其他子系統的監管工作不到位，也會導致在整個系統的后續運行過程中，由于儀表本身的精度存在問題，無法實現對所有問題的發掘，這導致對故障原因的查找過程造成不利影響，無法在最短的時間內排除故障。

5.2 儀表裝配問題

裝配的儀表設備運行中，都必須根據相關儀表的作用標準、作用原則和作用方法，實現對所有信息和數據的發掘，然而在目前的工作中發現，在各類儀表的裝配階段，一些情況下由于相關的工作人員未能經過全面的監管和素質培養，導致取得的結果中，相關儀表的建設過程存在較大的問題，當此時很難保障所有的儀表可以完全根據已經取得的專業工作結果進行裝配，甚至相關儀表本身無法正常穩定運行，這顯然無法保障整個系統在后續的運行過程，可以第一時間發現系統中已經出現了的故障。

綜上所述，雙螺桿空壓機的排氣溫度超限問題原因包括儀表問題、操作問題、系統的狀態問題等，所有問題都可能會導致該系統在具體的運行階段，無法實現對排氣溫度的合理控制。在各類問題的解決過程中，必須要能夠根據各類問題的形成原因以及工作要求，讓所有參與監管工作的人員素質能夠得到保障，同時根據設計方案，指導構件的選擇和系統的裝配工作。

參考文獻：

[1]王磊.噴油螺桿空壓機油耗高原因分析與對策[J].機電信息，2020（15）：73-74.