双螺杆压缩机的常见故障及对策

＊苏军龙

（神华榆林能源化工有限公司 陕西 719302）

双螺杆压缩机的常见故障及对策

＊苏军龙

（神华榆林能源化工有限公司 陕西 719302）

双螺杆压缩机是聚烯烃行业中粉料、粒料输送的关键设备，同时也是装置回收含烃类气体系统的重要设备。主要作用是为输送提供动力和压缩气体。保证双螺杆压缩机的稳定正常运行是聚烯烃行业后系统日常巡检维修的工作之一。由于双螺杆压缩机的结构比较复杂，构件及其他零部件比较多，导致双螺杆压缩机的故障发生点相对比较多，本文主要介绍了双螺杆压缩机的工作原理及优缺点，并对在运行过程中出现的常见故障进行分析介绍，提出相应的措施，保证在生产过程中压缩机的稳定运行。

双螺杆压缩机;工作原理;常见故障;应对分析

1.双螺杆压缩的工作原理及简介

(1)双螺杆压缩机在我国石油化工企业中应用广泛，主要是对气体进行压缩做功，以满足生产的需求。双螺杆压缩机通过工作部件做回转运动的容积式压缩机械，双螺杆压缩机的工作循环可以分为三个步骤：吸气、压缩、排气，随着腔体内的转子旋转，每对相互啮合的齿轮相继完成相同的工作循环。其基本工作原理是：由一对相互啮合的转子在机壳里，按照一定的传动比，沿着相反的方向转动，通过改变工作容积，对气体进行压缩。转子在腔体内开始进行转动时，由于齿的一端齿轮啮合相互脱离，形成V型齿间容积，这个容积随着转子转动逐渐扩大，在其中就形成了一定的真空，此齿轮容积与吸气口相互连通，空气就在这个空间内流入，随着转子旋转过程中，齿轮进一步脱离，齿间容积不断扩大，当齿间容积达到最大值时，齿间容积在此时欲进气口断开，空气被封闭在齿轮间，这个阶段为止吸气结束，进入压缩状态，随着转子转动，齿轮啮合，压缩机依次完成吸气、压缩、排气、膨胀这个过程，往复依次循环。

双螺杆压缩机的分类，按照运行方式可以分为无油压缩机和喷油压缩机；按照气体的种类和用途可以划分为空气压缩机和制冷压缩机以及工艺压缩机。每种压缩机都有其特定的属性和一定的使用范围，如无油压缩机的结构特征是，两个螺杆之间是不直接接触的，两者之间存在着一定的间隙，主要利用双螺杆的高速旋转，使得密封气体压力不断提高，其结构中的传动齿轮的应用目的就是为了通过传动齿轮运动传输能量，并保证了螺杆之间的间隙和气体分布，无油螺杆压缩机主要应用于化工烃类等其物质极易溶于有机介质；喷油压缩机，顾名思义主要是在压缩机的箱体内的转子喷入润滑油，从而起到润滑、密封、冷却和降低噪音的作用，在结构上，喷油螺杆无传动齿轮，其运动依靠双螺杆接触进行传动，这种类型的压缩机大多数用于氨制冷等装置中，主要利用了氨极易与润滑油相互分离的特性。

(2)双螺杆压缩机是通过改变容积对气体进行压缩做功的。其工作特点有：

①转速高 双螺杆压缩机具有较高的齿顶线速度，转速高达每分钟万转以上，与活塞式压缩机相比，其质量轻、体积小，占地面积小排气脉动低等特点。②螺杆压缩机没有质量往复惯性力，动力平衡性能好、运转平稳，机座的振动频率小。③螺杆式压缩机同往复式压缩机相比，结构相对简单，没有气阀、活塞等易损件，极件数量少，主要摩擦构件是转子、轴承等，其强度和耐磨程度都比较高，且润滑条件良好，材料损失率低，运动周期长，使用比较可靠，维护保养工作量不大，有利于实现自动化操作和控制。④与速度式压缩机相比，双螺杆压缩机具有强制输气的特点，也就是说排气量几乎不受排气压力的影响，在排气量较小时，也不会发生喘振现象，且工作条件比较广泛，不随外界的变化而影响压缩机效率。⑤结构上采用滑阀调节，可以实现能量的无级调节。⑥螺杆压缩机对进液不敏感，因而可以采用喷油冷却的方式，在相同的压力下，双螺杆压缩机的排温比活塞式压缩机温度低，因而其单级压力较高。⑦双螺杆压缩机没有余隙容积，因而工作容积效率高。

(3)双螺杆压缩机存在的不足

①加工精度高 由于双螺杆压缩机是通过齿轮啮合转子转动来实现工作的，这就要求齿轮转动面呈现出空间感的曲面，因此需要加工出这种规格的齿轮，需要有特定的工具，同时需要专门的设备进行加工，因而其生产成本较高，且零部件不通用。②高压环境下限制使用 双螺杆压缩机的转子和轴承的使用寿命受到工作环境的影响，环境中压力越高，对转子和轴承的磨损就越严重，极大的降低了转子构件的使用寿命和使用刚度。因而限定在排气压力为1.6Mpa下使用。③排气量大的环境下使用 双螺杆压缩机主要是依靠齿间间隙来密封气体，因而只有在气体流量大于2立方米每分钟的环境中，双螺杆压缩机的性能才能发挥最好。④噪音较大，污染环境 由于双螺杆压缩机在运行过程中会定时的排气。而气体会从间隙中通过，从而使设备产生严重的噪音，污染环境。

2.双螺杆压缩机的常见故障分析

(1)发生故障的现象：压缩机的机组排气温度高（超过100度）

造成这种现象的原因有：压缩机机组的冷却剂液位太低，通常情况下应该可以从油窥镜中看到冷却剂的存在，但是容量不能超过容积的一半为宜，冷却剂液位过低，机组的冷却效果不佳，造成排气温度高；还有可能是由于油冷却器较脏，冷却剂性质受到影响，冷却效果不能满足要求；也有可能是油过滤器芯堵塞、温度控制阀门元件损坏，冷却剂无法顺利完成工作，对机组进行降温，导致排气温度过高；或是断油电磁阀内部元件破损，无法正常使用；或是由于压缩机电机的风扇发生故障，无法将压缩机的温度降低；也有可能由于排气的风管道堵塞或是排气阻力过大，导致排风不及时造成排风温度升高；或是环境中的温度过高，造成进气口的温度超过规定值，温差一定的情况下，排风温度升高；温度传感器测量存在误差，或是测量不准确，导致排风温度测定值比实际值高。这些原因都会造成压缩机排风温度升高超过规定范围。

(2)发生故障出现的现象：机组油耗大或压缩空气中的含油量增大

造成这种故障的原因有：压缩机机组的冷却剂量太多，正确的位置应在机组加载时观察，此时油位应不高容积体积的一半，过多的冷却剂被压缩机组带入到压缩空气中，造成环境中有含量过高，增大了机组的油耗；还有可能是由于回油管堵塞或是回油管的安装不符合规范要求，回油管与油分离芯底部的距离过大，油分离芯受到破坏，底部破裂，分离油气的同时，会使得油气进入到环境中，造成油气分离损失增大，环境中的油含量增高；压缩机组密封不严，筒内隔板损坏或是局部漏油，甚至是冷却剂使用周期过程，超期变质，油气挥发，冷却效果低，机组需要消耗更多的冷却剂。这些压缩机的常见故障均会造成机组消耗油增大，压缩空气中的油气含量高。

(3)机组发生故障出现现象：机组整体压力低，压缩机的压缩效果不佳

出现这种现象的原因：实际用气量大于机组输出气量，造成压力供给不能达到设定值，由于需求量大，压缩空气尚未到达规定的值，就被用气设备使用；还有可能是由于放气阀故障导致在加载过程中阀门无法关闭、进气阀故障在进气过程中阀门无法正常开启，处于半关闭状态，控制压缩机启停的液压缸发生故障，负载电磁阀出现故障无法正常工作，压缩机的最小压力阀卡死，或是用户端的管网有泄漏，导致压缩机出口压力出现压降，或是系统设置的压缩空气值过低，正常工作输出的空气压力低，还有就是测量出口压力及控制出口压力的的仪表设备出现故障，导致测量不准确。这些设备故障均会造成机组的压力低。

(4)机组发生的故障现象：压缩机机组排气压力过高

出现这种现象的原因有：进气阀发生故障，阀门无法正常关闭，空气一直进入压缩机内，液压缸故障，还有就是负载电磁阀发生故障；系统的压力设置的太高，造成压缩机内空气不断的压缩，使得机组内压力过高，机组出口处的压力检测、控制仪表设备，，导致测量不准确或是控制系统紊乱。

(5)机组发生的故障现象：机组的电流大

出现这一现象的主要原因有：输入机组的电压太低，接线处有松动的迹象，实际机组的运行压力超过额定压力值，还有可能是由于机组运行过程中的排气压力太低，油分离芯阻塞，或是电气元件的接触器发生故障，压缩机的主机或是电机发生故障都会造成机组的电流过大。

(6)机组发生的故障现象：压缩机机组无法启动

造成这种现象的原因有：机组的控制开关的的熔断丝坏，使得电流信号无法顺利传导，温度控制开关发生故障；接线处有松动，导致信号无法传输，机组的各个继电保护器动作，阻断电流，使得设备无法正常启动，除去设备本身的问题，提供电源的变压器损坏，设备无电流输入，控制压缩机运行的系统损坏，机组连锁无法启动，这些原因均会造成压缩机无法启动。

(7)压缩机机组的故障现象：机组启动时电流大或跳闸用户空气开关问题；

出现这种现象的主要原因有：设备的输入电压太低；星-三角转换间隔时间太短(应为10～12秒)；液压缸故障(没有复位)；进气阀故障(开启度太大或卡死)；接线松动；主机故障；主电机故障；1TR时间继电器坏等均会造成机组启动过程中电流过大引起跳闸。

(8)压缩机的故障现象：转子外圈与机身内孔烧损

出现这种状况的原因有：压缩机内的径向轴承磨损严重，造成转子在机身内径跳动大，造成转子与机身相互接触相互磨损，或许是由于进排气的轴承孔在装配过程中与机身不同心，造成运行过程中，转子外圈与机身相互摩擦，还有可能是由于冷却剂的油温高，转子无法冷却，或是冷却剂不足，无法进行机组冷却，这些原因均能造成压缩机机组的转子外圈与机身内孔烧损。

(9)压缩机的故障现象：压缩机运行阶段噪音过大

出现这种现象的原因有：运行过程中机组的主机轴承磨损严重，发出强烈的噪音，或是主机内的齿轮相互接触传动齿轮之间相互磨损，也可能是机组内的压缩气体的输送管道漏气，压力过大，噪音严重。

3.针对双螺杆压缩机的常见故障，提出相对应的措施

(1)对于机组油耗高的现象，应当及时检查油气分离器的油芯是否堵塞，若堵塞应当定期更换油气分离器的芯子；还要检查是否是输气管道是否堵塞；还要定期调整最小压力阀，定期校验仪表阀门；还要按照排气温度过高对整个系统进行分析；还要观察冷却剂的油量是否超标，降低油量。

(2)压缩机机组温度过高这一故障是压缩机最常见的故障现象，因此在日常运行过程中，一旦发现压缩机机组的排气温度高，首先应当检查压缩机的油路冷却系统是否在日常运行，检查冷却油的油位是否在冷却剂容积的一半的位置，同时检查冷却剂是否过期变质，及时更换新油。校核排气口的温度表是否测量准确，若出现偏差应当及时更换温度计。针对于输气管路堵塞的造成的排气温度过高，应该定期清理输气管路，降低压缩机的工作环境温度。

(3)对于机组排气压力低的现象，首先应当检查进气管路和空气过滤器是否堵塞，导致进入压缩机内的气体过少，定期清理过滤器，检查压力调整器是否在正常状况下工作，同时对机组内的减荷阀门进行检修，同时还要检查用户端是否存在漏气的现象，按照压缩机运行手册的规定调整转子与排气底座之间的间距，对于机组内的磨损的阴阳转子及时进行更换。

(4)对于机组内排气压力过高的问题，首先应当检查输气的管道是否存在漏气和堵塞的现象，及时排除，同时还要检修压力调节器，并对调节器的准确度进行校验，出现误差时要进行返厂维修，压力高也可以选择增大用量来降低排气压力，检修机组内的减荷阀，并按照规定进行校核。

(5)针对于转子磨损的状况应当及时更换磨损的径向轴承，重新校验进排气底座轴承保证轴承与机组的同心性。还要对冷却剂的油质进行检查，若变质过期应当及时更换新油。

3.6对于压缩机运行阶段的噪音过大的问题，应当及时更换磨损严重的主机轴承，还有检查传动齿轮是否磨损严重，对于影响设备运行甚至噪音过大的状况还要更换传动齿轮，检查输气管道是否漏气及时修复。

(7)对于设备无法启动的现象，首先检查设备的电源线路是否通畅，变频器以及其他继电保护器进行复位，按照机组的使用说明来对冷却剂进行更换，设备开车前还要进行减荷阀的关闭，检查接线部位是否连接通畅，对于控制系统的传输信号进行分析，找出传输数据时存在的问题。

(8)对于机组出现的电流过大的现象应当检查电压是否正常，还要检查设备是否存在漏电的现象。还要对压缩机的主机以及电机定期进行维护和保养，及早的发现设备运行过程中电机存在的问题，还要定期对机组进行清洗整理，还要对冷却剂油进行检查，并保证油品的质量。

4.结束语

双螺杆压缩机在化工企业中的应用越来越广泛，其运行稳定是影响化工企业经营管理的重要因素，因此本文通过对双螺杆压缩机的工作原理及特点介绍，分析了双螺杆压缩机的常见故障以及出现这些故障的原因分析，结合这些故障提出了应对这些故障的措施。要不断完善设备的维修保养制度，还要及时对设备的运行状况进行巡检记录，做到早发现早预防。

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[2]潘玉宝,双螺杆压缩机故障诊断机理研究与应用[J]．大连理工大学,2006．

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[4]王志宏．双螺杆压缩机常见故障及分析[J]．大连理工大学,2009．

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[7]张晶哲．喷油式双螺杆压缩机常见故障分析及处理措施[J]．工程技术:全文篇,2016(8)．

(责任编辑 宋小蒙)

Common Failure of Double Screw Compressor and the Countermeasures

Su Junlong
Yulin Energy Chemical Engineering co., ltd. of Shenhua, Yulin, 719302, Shanxi

Double screw compressor is the key equipment for powder materials and aggregates transportation in polyole fin industry, meanwhile, it is also the important equipment for recycling system containing hydrocarbon gas. Due to the structure of double screw compressor is complicated, the components and other accessories have a large number, it leads to the failure of double screw compressor often appears. In this paper, it mainly has introduced the working principle, advantages and disadvantages of double screw compressor, analyzed and introduced the common failure in the operation process, besides, put forward the corresponding measures so that to guarantee the stable operation of compressor in the production process.

double screw compressor；working principle；common failures；response analysis

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苏军龙（1983～），男，神华榆林能源化工有限公司；研究方向：聚烯烃行业的设备管理及维护。