K4301B螺杆空压机排气超温分析

万庆才

摘 要：本文从螺杆机的检修情况、操作数据与曲线，喷油系统数据等方面进行了分析，发现了检修安装精度的原因是造成超温的主要原因，同时也对机组的润滑油系统及机组的操作数据进行了排查和分析，最终解决了机组超温问题。

关键词：螺杆空压机;排气超温;原因;解决措施

1 概述

K4301B机组型号为M250有油双螺杆空气压缩机，转速1480rPM，功率250kW;排气壓力为0.8MPa，该机组为电机驱动二级压缩，空气通过入口过滤器、入口调节阀进入一级压缩，一级排气经过冷却油幕冷却后进入二级，经二级压缩后达到最终的排气压力进入管网系统，其流程图如下图1。

1、后冷却器;2、分离器;3、压缩机;4、止回阀;

5、排放阀;6、压力传感器;7、水分离器;8、冷却器;

9、最小压力阀;10、安全阀;11、13至排水口;12、上水口

该机组的冷却油系统包括：油池、油冷却器、温控阀、过滤器、分配器及油管等元件组成。

2 机组超温跳车过程

该机组在2020年6月15日经预防性维修后进行试机，机组运转加载2min后机体温度迅速升到跳车温度106度，机组跳停。机组试机的历史曲线如图2，图2中曲线1代表的是排气温度，曲线2代表的是喷油温度。

PI40401B 排气压力;PI40402B 筒体压力;PI40403B 真空度;TI40404B 喷油温度;TI40405B 主机温度;PI40407B 分离器压差从机组试机的曲线可以看出从14：27开机到14：29排气温度迅速的达到了109度的跳车温度，而在这一过程中喷油温度在73度左右，其他曲线正常。

3 原因分析

3.1 机械装配方面

通过对检修记录数据检查发现，检修后阴阳转子排气端间隙偏差较大，阳转子的间隙为0.45mm，阴转子的间隙为0.25mm，阴阳转子排气端间隙不一致最终导致转子的轴向摩擦，通过拆检发现转子有较大的摩擦痕迹，该设备阴阳转子排气端的标准间隙应为0.25-0.30mm，而且阴阳转子间隙的偏差为0.02mm。

阴阳转子的轴向定位间隙分别为：阳转子0.13mm;阴转子：0.11mm，该数值符合检修标准。

各轴承与轴的配合间隙如下：驱动端阳转子（轴承型号：NU318E.M1.C3）：0.03mm;驱动端阴转子（轴承型号：NU2214ECP/C3/2214EC）：0.01mm;非驱动端阳转子（轴承型号：HM926740）：0.04mm;非驱动端阴转子（轴承型号：J90354）：0.02mm。各轴承与轴承箱的配合间隙如下：驱动端阳转子（轴承型号：NU318E.M1.C3）：-0.03mm;驱动端阴转子（轴承型号：NU2214ECP/C3/2214EC）：-0.04mm;非驱动端阳转子（轴承型号：HM926740）：-0.03mm;非驱动端阴转子（轴承型号：J90354）：-0.03mm;通过对以上数据的对比可以确定各部位轴承的配合间隙符合相关标准要求。

3.2 冷却油系统方面

3.2.1 润滑油规格、品质及油位

润滑油是螺杆压缩机中非常重要的工作介质，需具备高氧化性、高闪点、高温稳定性强;既要具有流阻小，又要具有冷却、降噪、润滑、密封功能。润滑油循环过程中，由于压缩机转速高，油的循环速度快，润滑油在有铜、铁等金属催化剂存在的高温条件下，油品极易老化，且油品处于高温搅拌状态，很容易形成泡沫，如果油位过高，大量泡沫会进入油分，使得气体通过阻力增大，油耗增加，严重者造成高温、过载喷油等。润滑油的性能品质和使用周期对设备稳定可靠运行有决定作用，若使用不当，可导致压缩机严重高温，甚至主机故障。压缩机的润滑油牌号为：压缩机超级冷却剂。经采样分析粘度、酸值、水份、机械杂质、腐蚀及氧化安定性符合要求。

3.2.2 温控阀动作不良

温控阀失灵的主要原因：一是阀芯上的大小两个热敏弹簧疲劳后弹性系数改变，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关闭。

通过拆检和测试温控阀，把温控阀阀芯放在80度的水中，阀芯可以弹开，弹开宽度为10mm，宽度符合要求，磨损情况正常。

3.2.3 油冷却器检查

机组的油冷却器是水冷却器，结构形式为固定管板式，双管程单壳程，由于循环系统的循环水的杂质较多，影响冷却器的换热效果，通过对冷却器的检修，清洗并试压合格后进行回装。

3.2.4 油过滤器检查

对机组润滑油系统的过滤器进行检查没有发现无堵塞及破损情况，对过滤器进行清洗后会装。

3.2.5 油停止阀检查

油停止阀一般为两位两通常闭电磁阀，起动时开启，停机时关闭，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。

4 操作参数方面

在螺杆空压机的日常操作过程中，要根据设备的操作规程对具体的工作参数进行合理的控制，既要满足工艺要求也能经济运行，因此在运行过程中要控制压缩机设定的运行背压，该机组设计的背压可以达到0.88MPa，由于管网系统要求的压力比较低0.75MPa左右，因此在运行时背压要及时调整，对于润滑油喷油温度的调整也要根据要求及时调整，既要保证温度不能过高也不能过低。

5 仪表元器件方面

5.1 仪表精度问题

仪表的运行过程中，必然会通过对所有的构件的运行状态监管，或者在设备中产生运行参数的调整，通过对系统状态的分析，研究当前是否存在排气温度超限问题[1]。目前的常见问题为，由于仪表的精度不足，无法分析当前系统的排气是否存在温度过高现象，或者即使监管到了温度较高，但是对于其他子系统的监管工作不到位，也会导致在整个系统的后续运行过程中，由于仪表本身的精度存在问题，无法实现对所有问题的发掘，这导致对故障原因的查找过程造成不利影响，无法在最短的时间内排除故障。

5.2 仪表装配问题

装配的仪表设备运行中，都必须根据相关仪表的作用标准、作用原则和作用方法，实现对所有信息和数据的发掘，然而在目前的工作中发现，在各类仪表的装配阶段，一些情况下由于相关的工作人员未能经过全面的监管和素质培养，导致取得的结果中，相关仪表的建设过程存在较大的问题，当此时很难保障所有的仪表可以完全根据已经取得的专业工作结果进行装配，甚至相关仪表本身无法正常稳定运行，这显然无法保障整个系统在后续的运行过程，可以第一时间发现系统中已经出现了的故障。

综上所述，双螺杆空压机的排气温度超限问题原因包括仪表问题、操作问题、系统的状态问题等，所有问题都可能会导致该系统在具体的运行阶段，无法实现对排气温度的合理控制。在各类问题的解决过程中，必须要能够根据各类问题的形成原因以及工作要求，让所有参与监管工作的人员素质能够得到保障，同时根据设计方案，指导构件的选择和系统的装配工作。

参考文献：

[1]王磊.喷油螺杆空压机油耗高原因分析与对策[J].机电信息，2020（15）：73-74.