螺杆压缩机排气压力异常原因分析及排除

曾建军

（西安航空制动科技有限公司动力厂，陕西兴平713106）

螺杆压缩机排气压力异常原因分析及排除

曾建军

（西安航空制动科技有限公司动力厂，陕西兴平713106）

螺杆压缩机排气压力异常是一种常见故障，在近10年的设备运行及维修经验的基础上，对设备出现的各种问题进行分类归纳。螺杆压缩机产生排气压力异常的故障原因主要有：排气压力检测取样系统故障；CPU微电脑控制系统故障；进气阀控制系统故障；加卸载控制系统故障；空气流程系统故障。同时，结合维修中的实例，对螺杆压缩机产生排气压力异常的故障原因进行了深入研究和分析总结。

排气压力；异常；压缩机

1　螺杆压缩机的工作原理

螺杆压缩机的工作容积由一对相互平行放置且相互啮合的转子与包容这一对转子的机壳组成。因主、从动转子的齿互相插入对方的齿槽，当电机带动机头运转时，插入对方齿槽的齿向排气端移动，使被对方齿所封闭的容积逐步缩小，压力逐渐提高，直至达到所要求的压力时，齿槽与排气口相通，实现排气。压缩机的工作过程中，2个转子的齿将齿槽分成不断发生变化的吸气容积和压缩容积，周而复始，从而使压缩机得以连续地完成吸气、压缩和排气的过程［1］。

系统工作原理方块如图1。

2　螺杆压缩机压力的设定

螺杆压缩机设定的正常运行工作压力为6.5 kg/cm2，高于6.8 kg/cm2时，机组自动转换到卸载状态，低于6 kg/cm2时，机组自动启动加载运行。

图1　

3　影响螺杆压缩机排气压力异常的因素

3.1排气压力控制系统

排气压力控制系统包括压力检测取样系统、CPU微电脑控制系统、进气阀控制系统和加卸载控制系统等。

（1）压力检测取样系统出现故障及排除。压力检测取样系统主要是检测压力的变化，并将压力的变化通过压力传感器传输到CPU微电脑控制系统中，CPU就会发出指令，控制压缩机正常运行或停机，同时显示屏上也会显示压力值和故障信息等各项参数。当压缩机排气压力出现故障时，应首先怀疑压力检测系统出现故障，在确定控制管路系统无故障的情况下，先换一个新的压力传感器试试，以确定是否压力传感器损坏。

2011年8月6日3#螺杆压缩机开启运行几分钟后，机组就自动停机，显示屏显示排气压力过低。开始怀疑最小压力阀没有打开，致使排气管压力传感器没有探测到压力。为此，开启压缩机，检查出口处压力表的压力值，此时，压力值逐渐上升，说明最小压力阀已打开。打开压力传感器，传感器内已被赃物堵死，将传感器内赃物清理干净，从新开启压缩机运行一切正常。

（2）CPU微电脑控制系统出现故障。CPU微电脑控制系统出现故障的几率不高，其故障主要体现在检测到的参数与实际参数有差异或压缩机加卸载不能自动控制。如果已判定CPU微电脑控制器出现故障，对CPU微电脑控制器的检查，一般先检查电源系统供电电压是否正常（一般为+5V），如果正常，通常采用整体替换的方法进行进一步检查判断。因CPU微电脑控制器内部均采用大规模集成块和贴膜元件，所以，内部元件损坏，个人无法修理，只能更换。

2010年4月8日4#螺杆压缩机运行中，当压力到达设定卸载压力时不能自动卸载。检查加卸载电磁阀，当压力达到卸载压力时，电磁阀没有通电，说明CPU微电脑控制器没有发出卸载指令。检查CPU微电脑控制器电源电压为+5V而且稳定。判断CPU微电脑控制器故障损坏，更换后通电运行，压缩机加卸载正常，说明判断正确。

（3）进气阀控制系统出现故障。引起进气阀控制系统出现故障的因素很多，螺杆压缩机进气阀开启和关闭的调整是通过调整控制气缸进行的，通过调整控制气缸两侧进气口不同的压力，来调整进气阀的开和关，而不同侧的进气是由CPU微电脑控制系统通过控制电磁阀来实现的，同时也能控制进气阀开启的大小。进气阀控制系统出现故障，将会使进气阀无法打开或打开不全，造成排气压力太低，引起压缩机自动停机。

2013年2月13日2#螺杆压缩机启动时不到2 min，压缩机自动停机，显示屏显示排气压力过低。首先怀疑最小压力阀没有打开，为此，开启压缩机，检查出口处压力表压力值，此时，压力值没有变化，说明最小压力阀没有打开。引起最小压力阀无法打开的因素很多，如电磁阀没有通电；压力调节阀调整不当；微电脑控制系统没有发出指令信号；连接软管堵塞等。首先检查电磁阀，开机后，电磁阀有电，说明电脑控制系统正常。检查电磁阀，电磁阀正常，检查调压阀也正常，均没有堵塞现象，最后对所有连接软管用压缩空气进行吹扫，在吹扫到电磁阀与最小压力阀的连接软管时吹出大量油污，怀疑软管被油污堵塞。将控制系统恢复后，重新启动压缩机，压缩机正常运行，故障排除。

（4）加卸载控制系统出现故障。加卸载出现故障，将会使压缩机压力到达一定压力时机组不能自动卸载或加载。寿力LS25S-350H螺杆压缩机采用的是螺旋控制阀调整系统。由于螺旋控制阀在机头内，在实际使用过程中，还没有发现螺旋控制阀出现故障。出现故障一般是在电磁阀、调压阀、连接管路及微电脑控制系统。这种故障的排除方法与进气阀控制系统的故障排除方法基本相同，在此不再阐述。

3.2空气流程系统

空气流程系统主要由空气过滤器、进气阀、机头、油气分离器、最小压力阀、空气冷却器和自动疏水阀组成。其引起压力异常的因素较多，根据近10年设备运行及维修经验，本文对各组成部分进行分别阐述：

（1）空气过滤器。空气过滤器的作用主要是滤除空气中的尘埃，过滤器在使用一段时间后都应进行吹扫，吹扫时应从内向外吹扫。运行时当内外压力差到达一定值时（厂家规定是0.7 kg/cm2）显示器就显示报警。如不及时吹扫，会导致吸入的空气量逐渐减小引起排气压力降低，严重时压缩机停机无法使用。所以，当出现空气过滤器报警时，应及时吹扫或更换过滤芯。

（2）进气阀。进气阀本身故障率低，一般是控制系统出现故障造成进气阀无法打开，控制系统故障在前面已阐述过，在这里就不在叙述。进气阀本身的故障主要是气缸不严或者阀片卡死，但就近10年的运行来看这种故障还没有发生过，主要是控制系统的故障。

（3）机头。机头是螺杆压缩机的主要部件，成本占总成本的50%。在使用过程中只要保证机头中的润滑油适量，机头产生故障的几率很小，但使用一段时间后，由于磨损，螺杆之间的配合间隙将会增大，螺杆压缩机的效率也将会降低，对于效率的降低，没有其他方法可以修复，只有更换机头。

（4）油气分离器。油气分离器的作用是将油和气进行分离，一般不会产生故障，主要是根据运行时间定时给初、次级滤芯进行更换；如果不定时更换，将会使初、次级滤芯堵塞，使其内外压差增大，当压差达到0.7 kg/cm2时，显示屏将报警显示，如果继续使用，有可能将滤芯堵死，促使排气压力逐渐下降，甚至引起安全阀的跳起，压缩机将无法运行。因此应根据运行时间定时更换初、次级滤芯。按生产厂家要求，每年都有更换一次，更换油气分离器滤芯时，同时也应更换润滑油和空滤芯。

（5）最小压力阀故障。最小压力阀的内部结构由弹簧、活塞、阀片、阀体和密封圈组成，当阀体内有赃物或弹簧倾斜时，有可能引起卡死或滞待现象，当出现这种现象时，将会使压力传感器检测不到压力或检测的压力较低，如果将此信号传输到CPU微电脑控制系统，控制系统将发出指令，使压缩机停机。对最小压力阀的修理，主要是对其内部进行清洗。安装时应在柱塞、密封环等处涂抹一层润滑脂，使柱塞等运动部件活动自由。

（6）空气冷却器。我公司螺杆压缩机均为水冷式，冷却器采用壳管式冷却结构，其堵塞的可能性很小，主要担心的是冷却器内部的冷却管胀口处泄漏。如果泄漏，在停机状态下，冷却水会进入机组中，对润滑油的油质影响很大，判断有没有泄漏的方法是查看冷却水池水面漂浮油污，有油污，应打开冷却器端盖，对泄漏处重新胀口，并进行打压试验，确保没有泄漏点后，才能运行。空气冷却器对排气压力影响不大。

（7）自动疏水阀。自动疏水阀分为浮球式和电磁阀式2种，其功能是将冷凝水从压缩空气中分离出来。我厂螺杆压缩机采用的是浮球式。

其结构如图2所示；

自动疏水阀出现故障的几率不大，一般是浮球阀排水口被铁锈或赃物堵塞。拆开后清洗即可，但也有特殊案例。

图2　疏水器原理结构图

2013年6月13日2#压缩机开启近1 min后安全阀跳起，操作人员立即按下紧急按钮，显示屏显示排气压力过高。

首先怀疑是最小压力阀没有打开，这样压缩空气无法正常排出，导致油气分离器内压力升高将安全阀顶起，为此，开启压缩机，检查出口处压力表压力值。此时，压力值逐渐上升，过上几分钟后，压力值突然变为0，紧接着油气分离器上的安全阀跳起，说明最小压力阀已打开。将油水分离器打开，发现内部的保护板上的固定螺钉脱落，根据油水分离器结构可看出，由于进气空气从上往下吹，保护板被吹起，再加上排出管的吸力，会使保护板盖在排气管上，压缩空气无法排出，导致安全阀跳起。重新攻丝将保护板固定牢固，开机运行一切正常。

4　结语

螺杆空压机排气压力故障，是一种常见故障。出现这种故障时要针对其具体故障现象认真分析，不能盲目动手，以免故障扩大；另外值班人员要有强烈的责任心，高度重视设备运行中出现的非正常现象，尽量将故障现象消除在萌芽状态；同时还要保证有充分的备件储备，这样才能确保设备安全可靠的运行。

［1］曾建军.螺杆压缩机排气温度过高原因分析及处理［J］.压缩机技术，2012，4：53-55.

［2］靳兆文.压缩机工［M］.北京：化学工业出版社.

［3］邢子文.螺杆压缩机——理论、设计及应用［M］.北京：机械工业出版社.

Analysis and Elimination for Abnormal Discharge Pressure of Screw Compressor

ZENG Jian-jun
（Xi′an Aviation Brake Technology Co.，Ltd.，Power Plant，Xingping 713106，China）

Abnormal discharge pressure of screw compressor is a common fault.The problems of equipment are classified and summarized based on the equipment operation and repair experience during nearly ten years.The reasons of abnormal discharge pressure of screw compressor contain that the sampling system fault of exhaust pressure detection，the control system fault of CPU microcomputer，the control system fault of intake valve，the control system fault of loading or unloading and the fault of the air process system.And the causes for abnormal discharge pressure of screw compressor according to the example of repair are studied and analyzed in depth. Key words：discharge pressure；abnormal；compressor

TH455

B

1006-2971（2015）01-0062-03

2014-08-05