浅析空压机超温故障排除及改造

周卫民

[摘要]在空压机的运行过程中，往往由于冷却换热效果不好，导致空压机实际运行时间较短，机器停车与启动频繁，无法达到高效安全运行的要求。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，过高的油温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。

[关键词]空压机，故障，超温，冷却

[中图分类号]S219.07

[文献标识码]A

[文章编号]1672—5158（2013）05—0482—02

前言

空压机是一种对气体进行压缩的机械设备。空气被压缩后，空气温度必然要升高，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。

一、空压机故障简介

某工厂的二台螺杆空气压缩机，一用一备运行，每年可连续运转8000-小时以上。在投入运行后期，设备经常处在较高排气温度状况下运行，尤其在夏季最为明显。维护过程中使用常规的处理方法，如更换润滑油、清洗油冷却器、空气滤清器、冷却水管路、甚至更换新的温控阀等，使用效果仍不理想。

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、空压机超温故障原因分析

空压机超温故障的发生，多与润滑和冷却系统的异常有关，所以我们进行下面的故障原因分析。

1、润滑系统及油路元件

润滑油量不足或油路元件工作异常都会使油温升高，从而引起超温故障。

①系统缺油。可检查油气桶油位，在停机泄压后，润滑油处于静态时，油位应比高油位标志H（或MAX）略高。在设备运行过程中，油位不能低于低油位标志L（或MIX）。如发现油量不足或观察不到油位时，应立即停车加油。

②供油不足。首先检查油过滤器、油细分离器是否堵塞。油细分离器为多层玻璃纤维制成，作用是将压缩空气中的油雾过滤下来，防止润滑油流失。环境较差，粉尘较多时，应适当缩短更换周期。油过滤器、油细分离器均设计有压差开关，可通过检测过滤器两真个压差自动判定过滤器是否堵塞，如过滤器被堵塞，则应及时更换过滤器和分离器。其次检查油量调节器是否正常，必要时可适当加大喷油量。喷油量在设备出厂时已调好，一般情况下最好不要改变。

③油停止阀工作不正常。油停止阀一般为两位两通常闭电磁阀，起动时开启，停机时封闭，以避免停机时油气桶内的油继续喷入机头，并从进气口喷出。若该元件失灵，主机会因缺油迅速升温，严重者会造成螺杆总成烧毁。

④热控阀工作失灵。热控阀安装于油冷却器前方，其作用是维持机头排气温度于压力露点以上。假如热控阀出现故障，则润滑油可能不经冷却器直接进入机头，从而油温无法下降，造成超温。其失灵的主要原因，一是阀芯上的大小两个热敏弹簧疲惫后弹性系数改变，不能随温度变化而正常动作；二是阀体磨损，阀芯卡死或动作不到位而无法正常封闭。可根据情况修复或更换。

⑤润滑油规格不正确或品质较差。螺杆机的润滑油一般均有严谨要求，不能随意代用，应以设备使用说明书中的要求为淮。

2、冷却系统

螺杆式空压机的冷却系统原因，可按下列步骤检查。

①检查油冷却器工作是否正常。可检查其进出口水管的温差，正常情况下应为5—8℃，低于5℃可能有结垢或堵塞现象，将会妨碍冷却器的换热效率，并造成散热不良，此时可将换热器拆下后进行清洗。

②检查冷却水人口温度是否过高，水压及流量是否正常。冷却水的入口温度一般最好不要超过35℃，水压在0.15—0。3MPA之间流量应不小于规定流量的90%。环境温度最好不要高于28℃。假如达不到上述要求，可通过安装冷却塔、改善室内透风、加大机房空间等办法解决。

3、空气吸程、排程及控制管路元件

这类元件的动作失误会使压缩机工作变态，也会引起超温故障。可按下列步骤检查。

①检查空气过滤器是否堵塞。可依据压差开关的报警信号检查或更换。

②检查压力是否过高。系统压力一般在出厂时都已调定，如确需调整时，应以设备铭牌标定的额定产气压力为准。若调整过高，则由于机器的负荷增加，会引发超温现象。

三、针对空压机冷却器油温过高引起的故障进行的改造

在2011年正值炎热的夏季，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，再次启动运行，运行十几分钟后主机螺杆卡死。在对冷油器、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，造成螺杆卡死。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，用水泵将带压水打人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。经过反复试验及论证，选用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。同时避免了因工业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。

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，用加压泵打人冷却管路增大压力。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。

将原进水主管路拆除，加大管口直径增加通流面积，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，减少水垢在管壁的形成。通过改造后，冷却管路的阻力明显减小，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]王广宇，钱永豪，陈军，双螺杆式空气压缩机超温故障原因分析[J].硅谷，2008（14）

[2]卫少亮，水冷式双螺杆空气压缩机超温故障原因解析[J]，煤，2007（07）