螺杆空压机频繁加卸载原因探讨

2021-01-24张喜涛

设备管理与维修 2021年6期

张喜涛

（大庆油田水务公司，黑龙江大庆 163712）

0 引言

电厂压缩空气系统可进行杂用和除灰，仪用空压机大多数情况下用于系统灰尘检测清扫、系统任务执行、系统冷却用气等。杂用空压机可检修气动工具，清除现场灰尘。对系统中飞灰进行清扫的机械为除灰空压机，清扫后运输灰尘，为脱硫系统仪表提供气体支持[1]。空气压缩机在长期应用时故障率较高，包括排气压低、排气压高、排气温度高等问题，这些故障会对控制面板产生影响，导致紧急停机或者出现明确警示情况。检修人员发现问题后，及时根据实际情况对故障缺陷进行改善，即使设备短期存在问题但并不影响系统的正常运行，但若不能及时采取处理措施，将降低空压机工作效率，增加电耗，使设备部件磨损，危及系统安全运行。分析空压机频繁加卸载原因，并采取针对性措施。

1 压缩空气系统

1.1 空压机工作流程

空气压缩机工作内容主要包括4 个阶段，卸载运行、常规、轻载及调节气量。轻载启动中，Y 型连接方式是电机连接的主要方式，在空压机启动后6 s 内，电磁阀开始启动，空压机开始稳定运行，油气分离器压力水平在0.34 MPa 以上的情况下，会启动最小压力阀，使空气压缩机向外部供气。若系统内的压力值保持在0.8 MPa（8.0 Bar）时，以气阀全开为主要工作状态，空气压缩机系统排出的气量远高于用户端用气量的情况下，系统内部压力值会不断提升，若压力升高至0.74 MPa（7.4 Bar）后，压力调解会发生作用，想要控制气阀，必须发挥气缸功能，以缩小空压机的压力值[2]。为维持排气量和供气量之间的相等性，一旦用户需求降低，卸载压力会达到固定值，此时气阀自动关闭，开启排空阀，压缩机进入卸载状态，待压力值下降至一定水平，空压机会打开气阀并继续加载，以此形成加卸载状态。

1.2 组合式干燥机

应用该类型机械的过程中，采用制冷剂进行干预。制冷剂的应用，可形成物理吸附，发挥相变制冷作用，起到干燥空压机空气的效用。制冷原理是在低温状态下使水蒸气处于饱和状态，生成冷凝液体，并采取合适的形式将冷凝水进行分离处理，去除压缩空气中的水蒸气。采用物理吸附空气中的水蒸气，以降低空气中水蒸气的残留量，采用干燥机，可进行低露点压缩空气的获取[3]。

2 空压机频繁加卸载原因

单台空压机应用中，仪器的排气量可高达45 m3/min，在空压机处于正常工作的状态下，卸载压力通过控制面板设置，此时参数值设计为0.8 MPa，压力增加值控制为0.08 MPa，依据仪器实际应用情况，空压机组采取2 台空压机一备一用形式，每台空压机的加载时长控制在5 min 左右，卸载时间大都维持在2 min，在60 s 内空压机加卸载次数超过3 次，称之为频繁加卸载，造成这一现象的主要因素有2 个。

2.1 设备因素。

加卸载与排气压力息息相关，空压机在进行自身排气压力控制过程中，主要目的是对加、卸载工作形式进行控制。在常规状况下，压力值会被控制在合理的范围内，但若两者之间的设定值缩小，将诱发频繁加、卸载问题。根据控制逻辑分析空压机工作状态：加载时压力值上升；卸载时压力值下降。在加载压力值不断上升时，卸载压力降低，缩短了空压机组加卸载的时间，缩短后期，待二者的加卸载压力比值接近的状态下，会产生更加频繁的动作，对设备整体的安全运行产生不利影响[4]。分析空压机工作的流程可知，空压机中有压力调节器，若空压机的排气量远远高于用户的用气量，则空压机系统压力会不断上升，上升超过一定数值后会损坏调节器隔膜，降低气量调节功能，影响空压机系统功能，短时间内空压机管线压力值会不断下降，直至与卸载压力持平，导致频繁加卸载。

2.2 系统因素

若压力调节器未出现异常运行情况，在空压机调试未发生故障的情况下，可分析是否为空压机后部位管路存在堵塞或者漏气情况。若管路漏气，在空压机出口位置及干燥机出口部位设计止回阀，若前管路出现泄漏现象，将对储气罐压力值起负面作用，但并不影响后端设备的合理应用。但是，若前端管路出现泄漏，将对空压机的加卸载产生不利影响，影响管线的压力水平，短时间内压力值无法满足要求，设备加载时的逆止阀压力未能达到规定的加卸载压力值，会在极短时间内反复加卸载。管路阻塞属于系统原因之一，空压机的储气罐管路部位会受到阻塞，影响压缩空气的正常流通，导致空压机之间的压力值上升。在空压机加载过程中，短期内数值会提升，卸载后，压力值会不断上升，但阻塞位置的卸载压力值与规定值存在较大差异，空压机会重新加载。

3 处理方式

3.1 设备因素的处理方式

若空压机频繁加卸载，必须对压力参数进行合理调整。设计压力参数时，必须分析空压机工作状态和并联工作状态，空压机卸载压力必须低于其他设备卸载压力值0.01～0.02 MPa（0.1～0.2 Bar），以降低加卸载过程对系统产生的不良作用，降低频繁加卸载问题的发生。若压力值设计合理，设备卸载前采用压力调节器进行调节。若卸载前进气调节阀未作出对应动作，应检查压力调节器隔膜是否出现问题。若上述内容并未存在故障，必须及时判断故障情况，依靠压力传感器拆除和在线校准两种形式进行，采用管路吹扫形式对压力传感器故障进行消减[5]。此外，可以在空压机与干燥器之间设置缓冲罐，以保障干燥器再生用气量充足，解决空压机频繁加卸载问题。缓冲罐施放过程中必须保障储气罐内部压力值稳定，从干燥器的再生气消耗量入手，合理计算缓冲罐体积，但是安装缓冲罐会缩小检修空间，需要购进大量的机械设备，对供气管道进行重新布置，所需施工周期较长，所以这一方式应用较少。

3.2 系统因素的处理方式

针对加卸载频发问题，首先要检查系统漏点。系统漏点检查中，需要分析手动疏水阀的打开状态，疏水阀浮球是否存在卡涩情况，以保障空压机疏水器处于正常工作状态。干燥器周围部分，分析疏水阀打开情况，确认其打开程度是否与规定标准相同。若空压机系统阻塞，必须确认干燥机出口压力值的合理性，压力值超过规定值，说明管路或者设备存在阻塞情况，此时系统压差数据大都超过0.05 MPa（0.5 Bar）。

干燥机和过滤器是空压机组的重要装置，根据实际工作经验总结分析，常见故障点主要包括：①过滤器。过滤器故障高发位置主要集中于电磁阀滤网、滤芯和排污电磁阀，前滤网堵塞率较高的位置是排污电磁阀，可以靠清洗方式进行改善，也可以根据情况更换过滤器；②干燥塔靠入口控制进气操作，若不能切换至规定部位，将影响气体正常流动，气动阀门是干燥塔的主要阀门，其故障多发在阀体和气源两部分，通过对过滤减压阀进行检查的方式，判定气源是否正常情况，手动气动阀门，观察气缸密封程度，要保证动作的灵活性；③若组合式干燥机的热力膨胀阀未采取合适措施进行调试，将直接导致冷干机蒸发器进出口出现结冰堵塞情况，严重影响气体正常流通。对冷凝水进行观察，管道表面出现凝水结冰，则必须调整冷干机，以降低设备损坏的概率，减少经济损失。环境温度的变化极易导致该故障的出现，可通过调节热力膨胀阀进行改善，也可以通过冷却器减温水解决问题。