一、前言
【壓縮機網】在石油化工行業，噴油螺桿空壓機憑借其具有運行可靠、效率高、壽命長、氣量不受排氣壓力影響、運行平穩不發生喘振等優點，得到了廣泛的應用。特別是在公用系統做為一種先進的空氣動力設備，廣泛應用于空壓站為裝置提供儀表風用的空氣。所以，空壓機組的安全運行，保證了裝置儀表風的穩定和裝置的安全運行。而在噴油螺桿空壓機日常運行過程中，由于維護保養不到位等，機組經常發生排氣溫度高報警、機組連鎖停機故障。因此，對螺桿空壓機排氣溫度高報警、機組連鎖停機的故障進行詳細的分析，并對其提出切實有效的處理方法，以確保螺桿空壓機的正常平穩運行是非常重要的。
二、故障案例
?。?）事件描述
2016年5月15日，正在生產運行的空壓機組J-6001A突然連鎖停機，檢查發現PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警連鎖停機。為了確保裝置生產的安全運行，換備用機組J-6001B,故障機組J-6001A停機檢修。
?。?）檢修情況簡介
2016年5月16日8：30，故障機組J-6001A進行檢修，針對機組排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警連鎖停機故障，主要檢修的內容為對機組油路系統和循環水冷卻系統進行檢修維護。從檢修的情況看，主要存在以下幾個方面的問題：
1）油氣分離器濾芯結垢、堵塞；
2）油過濾器堵塞；
4）溫度控制閥故障卡死；
5）油冷卻器積垢嚴重，堵塞。
三、原因分析及解決措施
1、空壓機組概況及其工作原理
?。?）我司噴油螺桿空壓機組概況
我司空壓站儀表風系統使用的空氣壓縮機為無錫壓縮機股份有限公司生產的噴油水冷螺桿式空氣壓縮機，型號LGD75/0131GC，其排氣量為12.8 Nm³/min，排氣壓力為0.8 MPa,為裝置儀表風系統提供壓縮空氣，一備一用。該空壓機組為單級、噴油、撬裝式低噪聲螺桿式壓縮機。機組主要由螺桿壓縮機主機、電動機、油氣分離器、油冷卻器、氣冷卻器、氣液分離器、電氣控制箱以及氣管路、油管路、水管路、調節系統等組成。其流程簡圖如圖1所示。
?。?）噴油螺桿空氣壓縮機的工作原理
壓縮機殼體內有一對經過精密加工的相互嚙合的陰、陽轉子，其中陽轉子有四個齒，陰轉子有六個齒。機組采用齒輪傳動，電機通過彈性聯軸器驅動軸齒輪，再通過齒輪傳動給陽轉子，陽轉子帶動陰轉子一起高速旋轉。隨著轉子齒間容積的不斷縮小，從空氣濾清器中被吸入的空氣和噴入機殼的潤滑油不斷被壓縮而升高壓力，當齒間容積與壓縮機排氣口相通時壓縮空氣和潤滑油的混合物便從排氣口排出，進入油氣分離器進行油、氣分離。經油氣分離后的壓縮空氣依次通過z*小壓力閥、氣冷卻器和液氣分離器排出機外，供用戶使用。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，并在壓差作用下經油冷卻器冷卻和油過濾器過濾后再回到主機壓縮腔而循環使用。
2、排氣溫度高原因分析及解決措施
針對空壓機J-6001A出現的排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警、機組連鎖停機，及結合檢修的情況，對機組故障原因進行分析，并針對性的提出有效的解決措施?？諌簷C組排氣溫度高的原因主要有以下幾個方面：
?。?）油氣分離器濾芯結垢堵塞造成的排氣溫度高
油氣分離器的主要功能是通過旋風分離（粗分）和油分濾芯（精分）將潤滑油從壓縮空氣中分離出來，其下部兼作油箱，用于存儲潤滑油。當油氣分離器濾芯結垢堵塞后，使油氣分離效率變差，機組冷卻潤滑不良，造成壓縮機溫度升高。外供壓縮機空氣含油量大，影響后期凈化設備和用氣設備的正常工作。如果油氣分離器濾芯擊穿失效，造成跑油，耗油量急劇增大，造成潤滑油減少而導致機組溫度急劇升高，嚴重時會造成壓縮機機頭抱死故障。
解決措施：更換油氣分離器，做好機組的定期維護保養，每運行約2000～4000小時要定期更換油氣分離器。
(2) 油過濾器堵塞造成排氣溫度高
油過濾器安裝在溫控閥后面，作用是濾去潤滑油中的雜質，以保證潔凈的潤滑油進入主機工作腔和各潤滑點，保證螺桿壓縮機轉子的可靠工作和防止冷卻器管道堵塞。當油過濾器堵塞，將導致潤滑油流通不暢通，進入空壓機主機的流量減少，則潤滑油從主機攜帶出的熱量就降低，會造成機組排氣溫度升高。
解決措施：更換油過濾器。定期做好機組的維護保養，每運行約2000～4000小時要定期更換油過濾器。
?。?）斷油閥失靈、閥芯卡死故障造成的排氣溫度高
斷油閥裝于壓縮機機殼下部，利用壓縮機排口的氣體壓力打開。在機組運行時斷油閥始終是打開的。其功能是在停機時能迅速切斷油路，避免從油氣分離器過來的油繼續噴入壓縮機主機內，導致潤滑油從進氣口噴出。如果機組在運行時，控制斷油閥的電磁閥故障或斷油閥閥芯卡澀，不能打開或不能全開，會造成機組回油量不足，導致機組溫度升高。
故障判斷：開機后判斷斷油閥是否工作正常，可以將手放在斷油閥后的回油管線上，感覺溫度的變化情況。管線溫度應在短時間內上升至60～70℃，若管線溫度沒變化或變化不明顯，開機后短短幾分鐘內主機排氣溫度高聯鎖跳車，這就說明斷油閥工作不正常，可以先檢查斷油閥的電磁閥；若電磁閥工作正常就需要對斷油閥進行檢查，拆下斷油閥檢查閥芯及閥座內是否有雜物及拉毛現象，必要時需要更換新的斷油閥。
解決措施：
●檢查斷油閥的電磁閥是否正常。
●拆下斷油閥檢查閥芯及閥座內是否有雜物及拉毛現象，進行修復。
●更換新的斷油閥。
?。?）溫度控制閥故障造成的油溫高
溫度控制閥的作用是保證機組排氣溫度不低于溫度控制閥的設定溫度，以免壓縮空氣產生冷凝水，引起潤滑油乳化變質。當溫度偏低時，潤滑油通過溫度控制閥的常開旁通口經油過濾器、斷油閥直接進入壓縮機，此時潤滑油未經冷卻。當溫度超過設定值時，溫度控制閥的旁通口關閉，潤滑油進入油冷卻器進行冷卻，然后經油過濾器、斷油閥進入壓縮機。根據空壓機類型、型號的不同，溫控閥閥芯的動作溫度分為75℃、85℃等，若溫控閥在動作溫度時不動作，將使高溫的油無法進入油冷卻器內進行熱交換，導致油溫進一步升高，迅速造成高溫機組連鎖停機。
解決措施：
●此故障可以用測溫槍測量油冷卻器進、出口油管來判斷是否因為溫控閥故障造成空壓機高溫跳機，若油冷卻器進出口溫差在10℃左右則可以排除溫控閥動作不良造成空壓機高溫跳機。
●也可以把溫控閥拆檢出來放入100℃的開水里觀察溫控閥的閥芯是否動作正常。若現場無備件更換可以人為的把溫控閥閥桿頂開，讓空壓機一開機就直接走油冷卻器，不再走旁路，可以一直使用至新的備件到貨后進行更換。直接走旁路不能代表溫控閥的作用，因為潤滑油長時間走旁路開機，空壓機排氣溫度過低容易使壓縮空氣在油系統析出的水分增多，造成潤滑油使用壽命縮短，所以若備件到貨后，應盡快安排時間進行更換。
●定期檢查溫控閥閥芯是否卡死，研磨閥芯或更換溫控閥。
?。?）油冷卻器臟、堵塞造成的排氣溫度高
機組油冷卻器是高效管殼式結構，殼程走潤滑油，管程走水，其作用也是冷卻潤滑油，通過冷卻水帶走熱量。由于機組運行時溫度較高，冷卻器很容易結垢，冷卻器列管結垢堵塞就會影響冷卻水流量，造成冷卻器換熱效果差，進入機組的油溫高。另外，油冷卻器的銅管外流動的是油，由于空壓機長時間運轉，銅管外壁的油垢過多，同樣會影響冷卻器的換熱效果，需要使用專用的清洗劑清洗銅管外壁來排除這類故障。如果積垢太厚，需要多清洗幾次來達到需要的換熱效果。
解決措施：
●控制好冷卻水水質，必須符合一般工業用水標準以上，防止冷卻器結垢，以免影響冷卻器的效率及壽命；
●每半年對冷卻水管路、油冷卻器管、殼程進行清洗，回裝要進行試壓合格才可投入使用。
四、檢修后機組運行效果
噴油螺桿空氣壓縮機J-6001A排氣溫度高報警連鎖停機故障，經過仔細排查檢修，更換“三濾”——空濾、油濾、油分，對故障的斷油閥、溫控閥進行更換，對油冷卻器及整個冷卻系統進行清理，同時加強機組的日常維護保養及定期維護保養工作。截止到目前，機組運行良好，各工藝指標正常，達到很好的運行效果。
五、結束語
噴油螺桿空壓機z*常見的故障就是主機排氣溫度高、聯鎖停機，尤其在夏季環境溫度高的情況下該問題更為突出，機組潤滑冷卻系統的科學維護是解決主機排氣溫度高的關鍵。通過對機組潤滑油系統、冷卻系統經常出現的問題分析，總結出機組日常維護注意事項和主機排氣溫度高的原因排查和故障判斷辦法，對此類型空壓機的操作維護有一定指導意義。做好機組的日常維護和定期維護，堅持科學的管理，降低設備故障率，才能降低設備維修和管理成本，確保設備的安全運行，提高企業的經濟效益。
參考文獻
【1】JB/T6430-2014《一般用噴油螺桿空氣壓縮機》
【2】SHS 02021-2004《螺桿壓縮機維護檢修規程》
【3】中國石油和石化工程研究會.《煉油設備工程師手冊（第二版）》.中國石化出版社.2009
【4】王福利 田吉新 戴有恒.《石油化工廠設備檢修手冊 壓縮機組》.中國石化出版社.2007
作者簡介
石芝鋒，男，本科學士，中級工程師，過程裝備與控制工程專業。在石油化工及燃氣行業從事設備專業技術管理工作近8年，精通煉廠設備管理及故障處理。現任廣西欽州泰興石油化工有限公司設備主管和設備工程師，在煉廠加氫裝置從事設備專業技術管理。
一、前言
【壓縮機網】在石油化工行業，噴油螺桿空壓機憑借其具有運行可靠、效率高、壽命長、氣量不受排氣壓力影響、運行平穩不發生喘振等優點，得到了廣泛的應用。特別是在公用系統做為一種先進的空氣動力設備，廣泛應用于空壓站為裝置提供儀表風用的空氣。所以，空壓機組的安全運行，保證了裝置儀表風的穩定和裝置的安全運行。而在噴油螺桿空壓機日常運行過程中，由于維護保養不到位等，機組經常發生排氣溫度高報警、機組連鎖停機故障。因此，對螺桿空壓機排氣溫度高報警、機組連鎖停機的故障進行詳細的分析，并對其提出切實有效的處理方法，以確保螺桿空壓機的正常平穩運行是非常重要的。
二、故障案例
?。?）事件描述
2016年5月15日，正在生產運行的空壓機組J-6001A突然連鎖停機，檢查發現PLC顯示屏顯示排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警連鎖停機。為了確保裝置生產的安全運行，換備用機組J-6001B,故障機組J-6001A停機檢修。
?。?）檢修情況簡介
2016年5月16日8：30，故障機組J-6001A進行檢修，針對機組排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警連鎖停機故障，主要檢修的內容為對機組油路系統和循環水冷卻系統進行檢修維護。從檢修的情況看，主要存在以下幾個方面的問題：
1）油氣分離器濾芯結垢、堵塞；
2）油過濾器堵塞；
4）溫度控制閥故障卡死；
5）油冷卻器積垢嚴重，堵塞。
三、原因分析及解決措施
1、空壓機組概況及其工作原理
?。?）我司噴油螺桿空壓機組概況
我司空壓站儀表風系統使用的空氣壓縮機為無錫壓縮機股份有限公司生產的噴油水冷螺桿式空氣壓縮機，型號LGD75/0131GC，其排氣量為12.8 Nm³/min，排氣壓力為0.8 MPa,為裝置儀表風系統提供壓縮空氣，一備一用。該空壓機組為單級、噴油、撬裝式低噪聲螺桿式壓縮機。機組主要由螺桿壓縮機主機、電動機、油氣分離器、油冷卻器、氣冷卻器、氣液分離器、電氣控制箱以及氣管路、油管路、水管路、調節系統等組成。其流程簡圖如圖1所示。
?。?）噴油螺桿空氣壓縮機的工作原理
壓縮機殼體內有一對經過精密加工的相互嚙合的陰、陽轉子，其中陽轉子有四個齒，陰轉子有六個齒。機組采用齒輪傳動，電機通過彈性聯軸器驅動軸齒輪，再通過齒輪傳動給陽轉子，陽轉子帶動陰轉子一起高速旋轉。隨著轉子齒間容積的不斷縮小，從空氣濾清器中被吸入的空氣和噴入機殼的潤滑油不斷被壓縮而升高壓力，當齒間容積與壓縮機排氣口相通時壓縮空氣和潤滑油的混合物便從排氣口排出，進入油氣分離器進行油、氣分離。經油氣分離后的壓縮空氣依次通過z*小壓力閥、氣冷卻器和液氣分離器排出機外，供用戶使用。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，并在壓差作用下經油冷卻器冷卻和油過濾器過濾后再回到主機壓縮腔而循環使用。
2、排氣溫度高原因分析及解決措施
針對空壓機J-6001A出現的排氣溫度高報警、油氣分離器壓差高報警、油過濾壓差高報警、機組連鎖停機，及結合檢修的情況，對機組故障原因進行分析，并針對性的提出有效的解決措施?？諌簷C組排氣溫度高的原因主要有以下幾個方面：
?。?）油氣分離器濾芯結垢堵塞造成的排氣溫度高
油氣分離器的主要功能是通過旋風分離（粗分）和油分濾芯（精分）將潤滑油從壓縮空氣中分離出來，其下部兼作油箱，用于存儲潤滑油。當油氣分離器濾芯結垢堵塞后，使油氣分離效率變差，機組冷卻潤滑不良，造成壓縮機溫度升高。外供壓縮機空氣含油量大，影響后期凈化設備和用氣設備的正常工作。如果油氣分離器濾芯擊穿失效，造成跑油，耗油量急劇增大，造成潤滑油減少而導致機組溫度急劇升高，嚴重時會造成壓縮機機頭抱死故障。
解決措施：更換油氣分離器，做好機組的定期維護保養，每運行約2000～4000小時要定期更換油氣分離器。
(2) 油過濾器堵塞造成排氣溫度高
油過濾器安裝在溫控閥后面，作用是濾去潤滑油中的雜質，以保證潔凈的潤滑油進入主機工作腔和各潤滑點，保證螺桿壓縮機轉子的可靠工作和防止冷卻器管道堵塞。當油過濾器堵塞，將導致潤滑油流通不暢通，進入空壓機主機的流量減少，則潤滑油從主機攜帶出的熱量就降低，會造成機組排氣溫度升高。
解決措施：更換油過濾器。定期做好機組的維護保養，每運行約2000～4000小時要定期更換油過濾器。
?。?）斷油閥失靈、閥芯卡死故障造成的排氣溫度高
斷油閥裝于壓縮機機殼下部，利用壓縮機排口的氣體壓力打開。在機組運行時斷油閥始終是打開的。其功能是在停機時能迅速切斷油路，避免從油氣分離器過來的油繼續噴入壓縮機主機內，導致潤滑油從進氣口噴出。如果機組在運行時，控制斷油閥的電磁閥故障或斷油閥閥芯卡澀，不能打開或不能全開，會造成機組回油量不足，導致機組溫度升高。
故障判斷：開機后判斷斷油閥是否工作正常，可以將手放在斷油閥后的回油管線上，感覺溫度的變化情況。管線溫度應在短時間內上升至60～70℃，若管線溫度沒變化或變化不明顯，開機后短短幾分鐘內主機排氣溫度高聯鎖跳車，這就說明斷油閥工作不正常，可以先檢查斷油閥的電磁閥；若電磁閥工作正常就需要對斷油閥進行檢查，拆下斷油閥檢查閥芯及閥座內是否有雜物及拉毛現象，必要時需要更換新的斷油閥。
解決措施：
●檢查斷油閥的電磁閥是否正常。
●拆下斷油閥檢查閥芯及閥座內是否有雜物及拉毛現象，進行修復。
●更換新的斷油閥。
?。?）溫度控制閥故障造成的油溫高
溫度控制閥的作用是保證機組排氣溫度不低于溫度控制閥的設定溫度，以免壓縮空氣產生冷凝水，引起潤滑油乳化變質。當溫度偏低時，潤滑油通過溫度控制閥的常開旁通口經油過濾器、斷油閥直接進入壓縮機，此時潤滑油未經冷卻。當溫度超過設定值時，溫度控制閥的旁通口關閉，潤滑油進入油冷卻器進行冷卻，然后經油過濾器、斷油閥進入壓縮機。根據空壓機類型、型號的不同，溫控閥閥芯的動作溫度分為75℃、85℃等，若溫控閥在動作溫度時不動作，將使高溫的油無法進入油冷卻器內進行熱交換，導致油溫進一步升高，迅速造成高溫機組連鎖停機。
解決措施：
●此故障可以用測溫槍測量油冷卻器進、出口油管來判斷是否因為溫控閥故障造成空壓機高溫跳機，若油冷卻器進出口溫差在10℃左右則可以排除溫控閥動作不良造成空壓機高溫跳機。
●也可以把溫控閥拆檢出來放入100℃的開水里觀察溫控閥的閥芯是否動作正常。若現場無備件更換可以人為的把溫控閥閥桿頂開，讓空壓機一開機就直接走油冷卻器，不再走旁路，可以一直使用至新的備件到貨后進行更換。直接走旁路不能代表溫控閥的作用，因為潤滑油長時間走旁路開機，空壓機排氣溫度過低容易使壓縮空氣在油系統析出的水分增多，造成潤滑油使用壽命縮短，所以若備件到貨后，應盡快安排時間進行更換。
●定期檢查溫控閥閥芯是否卡死，研磨閥芯或更換溫控閥。
?。?）油冷卻器臟、堵塞造成的排氣溫度高
機組油冷卻器是高效管殼式結構，殼程走潤滑油，管程走水，其作用也是冷卻潤滑油，通過冷卻水帶走熱量。由于機組運行時溫度較高，冷卻器很容易結垢，冷卻器列管結垢堵塞就會影響冷卻水流量，造成冷卻器換熱效果差，進入機組的油溫高。另外，油冷卻器的銅管外流動的是油，由于空壓機長時間運轉，銅管外壁的油垢過多，同樣會影響冷卻器的換熱效果，需要使用專用的清洗劑清洗銅管外壁來排除這類故障。如果積垢太厚，需要多清洗幾次來達到需要的換熱效果。
解決措施：
●控制好冷卻水水質，必須符合一般工業用水標準以上，防止冷卻器結垢，以免影響冷卻器的效率及壽命；
●每半年對冷卻水管路、油冷卻器管、殼程進行清洗，回裝要進行試壓合格才可投入使用。
四、檢修后機組運行效果
噴油螺桿空氣壓縮機J-6001A排氣溫度高報警連鎖停機故障，經過仔細排查檢修，更換“三濾”——空濾、油濾、油分，對故障的斷油閥、溫控閥進行更換，對油冷卻器及整個冷卻系統進行清理，同時加強機組的日常維護保養及定期維護保養工作。截止到目前，機組運行良好，各工藝指標正常，達到很好的運行效果。
五、結束語
噴油螺桿空壓機z*常見的故障就是主機排氣溫度高、聯鎖停機，尤其在夏季環境溫度高的情況下該問題更為突出，機組潤滑冷卻系統的科學維護是解決主機排氣溫度高的關鍵。通過對機組潤滑油系統、冷卻系統經常出現的問題分析，總結出機組日常維護注意事項和主機排氣溫度高的原因排查和故障判斷辦法，對此類型空壓機的操作維護有一定指導意義。做好機組的日常維護和定期維護，堅持科學的管理，降低設備故障率，才能降低設備維修和管理成本，確保設備的安全運行，提高企業的經濟效益。
參考文獻
【1】JB/T6430-2014《一般用噴油螺桿空氣壓縮機》
【2】SHS 02021-2004《螺桿壓縮機維護檢修規程》
【3】中國石油和石化工程研究會.《煉油設備工程師手冊（第二版）》.中國石化出版社.2009
【4】王福利 田吉新 戴有恒.《石油化工廠設備檢修手冊 壓縮機組》.中國石化出版社.2007
作者簡介
石芝鋒，男，本科學士，中級工程師，過程裝備與控制工程專業。在石油化工及燃氣行業從事設備專業技術管理工作近8年，精通煉廠設備管理及故障處理。現任廣西欽州泰興石油化工有限公司設備主管和設備工程師，在煉廠加氫裝置從事設備專業技術管理。
網友評論
條評論
最新評論