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浅析空压机排气温度过高的故障排除和改造

作者: 来源: 发布时间:2014-2-13 0:00:00  点击数:2972

关键词】空压机;高排气温度;故障排除;冷却改造

摘要】高排气温度就是空压机因系统中出现的各种问题引起的温升故障。空压机在运行中如得不到充足的润滑或冷却,会使机体处在高温中长时间工作。而过高的油温会降低输气系数和增加功率消耗,润滑油粘度也会降低,过高的温度还会使转子和轴承材料的物理系数值产生变化,使轴承产生异常摩擦损耗,甚至出现轴承散珠事故,温度过高还会使润滑油在金属的催化下出现热分解,生成对工作有害的游离碳、酸类物和水分(结碳),严重时会使整个主机螺杆卡死或出现停跳现象,而影响企业的正常生产。

前言
  空压机是一种对气体进行压缩的机械设备。气体的压缩依靠容积的变化来实现,而容积的变化又是借助压缩机的一对转子在机壳内作回转运动来达到。空气被压缩后也就是对空气做了功,其温度必然要升高,再经过热能的传递,传到缸体上,缸体发热,过热就会出现所排出的空气温度超过规定值。而过高的温度也会使机体内转子和轴承材料的物理系数值产生变化,严重时会使整个主机抱死出现停跳现象,虽然空气压缩机厂家都对高温加装了保护装置,但故障的存在也会使该保护装置频繁动作,影响到企业的正常生产。
  我厂使用的是1998年引进的3台康普尔注油式螺杆空气压缩机,型号DSR-10A,功率17•5KW,供气压力为0.7MPa,排气量为67m3/min。设备实行三机两运行,即两台运行一台备用,产气时间分别为8.6万小时8.4万小时7.9万小时。由于投入运行时间较长,设备经常处在较高排气温度状况下运行(76℃~95℃较多,甚至高达102℃),尤其在夏季最为明显。在通过常规的处理方法,如更换润滑油、空气滤清器、清洗油冷却器、冷却水管路、甚至更换新的温控阀等,使用效果仍不理想。
  一、空压机故障简介
  高排气温度是螺杆空压机最常见的故障,其危害性最大。通常螺杆空压机的工作温度在65℃~85℃之间, 该机设定最高排气温度为100摄氏度,超过此温度时便会自动停机报警。如果设备长期处在高排气温度状况下运行,过高的温度会使转子和轴承材料的物理系数值产生变化,使轴承产生异常摩擦损耗,甚至出现轴承散珠事故。过高的油温也会降低输气系数和增加功率消耗,润滑油粘度也会降低,温度过高还会使润滑油在金属的催化下出现热分解,生成对工作有害的游离碳、酸类物和水分(结碳),严重时会使整个主机螺杆卡死或出现停跳现象。虽然空压机对预防高温加装了保护装置,但故障的存在使该装置频繁动作,影响到企业的正常生产。
  二、空压机冷却器油温过高引起的故障及排除
  在2007年7月24日中午,当时正值炎热的夏季,机房温度已超过40℃,空压机高温报警停跳。由于系统急需用风输灰,在没有查清故障原因的情况下,操作人员违规操作,在几次启动停跳后,将温控装置断开设备投入运行,运行十几分钟后主机螺杆卡死。在对主机解体后发现,轴承损坏,阴阳转子与定子产生拉伤,端盖磨损严重。再对冷油器、循环管路及其他部件解体后,分析确认故障系冷油器中的冷却水管路因水垢堵塞,造成润滑油散热器效率下降,进油温度过高引起的轴承损坏后间隙增大,使阴阳转子的轴向窜动和径向位移,造成阴阳转子与定子产生拉伤,端盖严重磨损。油温过高的主要原因是油冷却器失效造成的,由于油冷却器内冷却水管路较细,水受热结垢后累积造成管路堵塞,造成冷却水流量不足,使油温降不下来。

 针对此次事故显现的问题,解决冷却水问题成为头等大事。油冷却器的故障绝大部分与水冷却系统有着密切相关的联系。对冷却管路常规的处理方法是在冷却水中加入除垢剂及化学药品,用水泵将带压水打入油冷却水管路浸泡后反复冲洗疏通,用此法清理效果较好,可将水垢去除。但除垢剂有很强腐蚀性,频繁冲洗会使管壁变薄,影响管路的耐压性和使用寿命。要从根本上彻底解决问题,首先要从水源做起。
  冷却水在投入使用初期,使用的是饮用自来水。随着水资源的匮乏及水价格的上涨,对企业是一个不小的经济负担。经过反复试验及论证,选用污水处理厂处理后的中水来替代饮用自来水作冷却水加以利用,既节约资源又降低了成本,不论从经济利益还是环保对企业都是很好的选择。同时避免了因自来水短缺带来的水压力不稳、冷却温差波动大,也减少冷却水系统管壁结垢或堵塞等引起的故障。
  1 加装一套水处理系统,将中水进行软、净化再处理,使其不容易结垢,用加压泵打入冷却管路增大压力。在水接入口处装上过滤网,并定期清理滤网。这样维护起来及简单又方便,同时降低了设备故障率,延长了系统使用周期。
  2 将原进水主管路拆除,加大管口直径(由原来的∮20cm加大到∮40cm)增加通流面积,将原反冲水路拆除,更换成内壁光滑的不锈钢管路并加大管口直径(由原来的∮15厘米加大到∮20厘米),减少水垢在管壁的形成,机组内串联管路改为并联管路。改造后,冷却管路的阻力减小,进入油冷却器的水量增大,实现了降低油温和排气温度的目的。
  系统改造使用后,设备冷却效果明显变好,温升现象基本消除。空气品质变好,油耗降低,空压机效率也相应提高。通过以上改造措施,空压机连续运行至今,高排气温度的现象基本没有再发生,空压机在任何天气状况及负载状况下长时间运行,排气温度也可以控制在80℃~90℃之间,完全在螺杆空压机的理想温度指标范围内运行,企业的经济效益也有明显的提高。
  结束语
  为了保证空压机能够长期平稳可靠地运行,延长机组的使用寿命,必须严格按设备操作规程作业,制定详细的维护计划,定期检查保养,保持设备清洁,减少灰尘杂物侵入油冷却器、冷却管道等,确保冷却系统畅通无阻。
  
  参考文献:
  1邢子文螺杆压缩机—理论、设计及应用. 北京机械工业出版社2008;6
  2兰运良空气压缩机技术西北工业大学出版社.2008;10
  3郁永章 容积式空压机维修北京机械工业出版社.2007;1
  4邢子文 螺杆空压机理论、设计及应用北京机械工业出版社2007;7
  5陈冠国机械设备维修北京机械工业出版社2008 9

 


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