葉 剛

（湖南湘電集團(tuán)有限公司，湖南 湘潭 411101）

0 引言

雙螺桿空壓機是一種回轉(zhuǎn)容積式空氣壓縮機，通過2個帶有螺旋型齒形的螺桿轉(zhuǎn)子相互嚙合產(chǎn)生壓縮空氣。螺桿式空壓機由于具有振動小、易損件少、可靠性高、運行效率高、排氣平穩(wěn)、無需專用基礎(chǔ)等優(yōu)點，在中、低壓領(lǐng)域已逐漸取代活塞式空壓機。

噴油雙螺桿空壓機，在陰、陽螺桿轉(zhuǎn)子嚙合工作時需要噴射潤滑油，對高溫壓縮空氣進(jìn)行直接冷卻，此時潤滑油起到3 個作用：冷卻、潤滑和密封。螺桿主機排出的油、空氣混合物，通過油氣分離罐進(jìn)行由外至內(nèi)的粗、精兩道分離，油被分離后的壓縮空氣再流經(jīng)最小壓力閥、后冷卻器排至機外管道，而被分離出的潤滑油經(jīng)溫控閥、油冷卻器、油過濾器、斷油閥再度噴射到主機內(nèi)。這樣潤滑油依靠空壓機內(nèi)部建立的氣壓而驅(qū)動循環(huán)使用，在循環(huán)過程中潤滑油會逐漸因損耗減少，這部份損耗的潤滑油漸漸分散到空壓機排出的壓縮空氣中，稱之為噴油螺桿空壓機的排氣含油量。

1 空壓機跑油故障

噴油螺桿空壓機排氣含油量，按設(shè)計要求不應(yīng)大于制造廠設(shè)計值（通常為3 mg/L），當(dāng)排氣含油量超過設(shè)計值，出現(xiàn)耗油量異常增大，即為空壓機出現(xiàn)跑油故障。

我公司供氣車間有6 臺噴油螺桿式空壓機組，其中1臺空壓機公稱容積流量為40 m3/min，公稱排氣壓力為0.75 MPa，電機功率為250 kW，電機電壓為6 kV/3P/50 Hz，風(fēng)冷機型。該機出口排氣含油量設(shè)計值為≤3 mg/L。

該設(shè)備運行1 年后就出現(xiàn)嚴(yán)重的跑油故障，運行400 h（約1 個多月）油位就從最高點降到最低點，補充潤滑油30 L。

2 空壓機排氣含油量計算

按照設(shè)備設(shè)計值，空壓機排出空氣含油量不大于3 mg/L。按設(shè)備排氣量40 m3/min，正常運行400 h，其正常最大耗油量Q 計算如下：

Q=1.293 g/L×4×104L/min×60 min×400 h×3×10-6g/L÷（0.86×103）g/L=4.33 L。

現(xiàn)在設(shè)備運行400 h，耗油量為30 L，異常跑油量為：30-4.33=25.67 L，

其排氣含油量P=30×0.86×103÷（1.293×4×104×60×400）=20.8×10-6g/L，超標(biāo)達(dá)6.9 倍。

3 空壓機跑油故障分析及檢查

根據(jù)空壓機用戶手冊，如果排氣含油量增大，需要從油氣分離罐、潤滑油牌號品質(zhì)、油位、回油管及管路、最小壓力閥、設(shè)備運行溫度、運行壓力等方面進(jìn)行分析檢查。具體情況如下：

1）油氣分離罐。若油氣分離罐芯存在較大堵塞，將導(dǎo)致濾芯局部穿孔，使耗油量異常增大。檢查油分芯使用情況，設(shè)備運行時間為3 500 h（13 個月），油氣分離罐芯于3 100 h 才進(jìn)行了更換，油分芯壓差為0.018 MPa，正常。

2）潤滑油牌號品質(zhì)。設(shè)備一直使用的是廠家4 000 h專用油，新油品的物化性能經(jīng)檢驗符合制造廠設(shè)計要求，高溫（100～120℃）下?lián)]發(fā)量應(yīng)很小。

3）油位。當(dāng)油氣分離罐油位超過油標(biāo)上限，機內(nèi)潤滑油過多，將造成較多的機油隨壓縮氣流帶走，導(dǎo)致耗油量增大。經(jīng)檢查設(shè)備油位處于油標(biāo)正常區(qū)間，油位正常。

圖1 油氣分離罐

4）回油管路及回油管。a.檢查回油單向閥關(guān)閉是否嚴(yán)密、回油管路是否暢通。若空壓機回油單向閥關(guān)閉不嚴(yán)，停機時會造成機頭潤滑油跑入油分器油分芯出口側(cè)，下次開機時油量將大量跑出。若回油管路不暢通，會造成油分芯內(nèi)回收的潤滑油淤積，超量將再度被壓縮氣流大量帶走，導(dǎo)致耗油量增大。經(jīng)檢查回油單向閥關(guān)閉正常嚴(yán)密，回油管路油污較多，存在一定的阻力。b.檢查回油管。在油分器頂蓋處有一根斜插入油分芯內(nèi)側(cè)底部的回油管，用于將油分芯內(nèi)側(cè)的分離油重新引至機頭。回油管的安裝質(zhì)量很重要，直接影響到回油質(zhì)量和耗油量。如圖1所示。

經(jīng)測量，發(fā)現(xiàn)回油管到油分芯內(nèi)側(cè)底部距離有12 mm，大大超過標(biāo)準(zhǔn)值0.5～1.5 mm；并且原回油管底部端口為平口，不利于潤滑油流入回油管。此情況極可能是造成空壓機異常跑油的主要原因。原空壓機沒有出現(xiàn)異常跑油現(xiàn)象，而更換油分芯后出現(xiàn)了，很可能是新的油分芯的深度較深，而回油管固定在油分器頂蓋上，在更換裝配時沒有復(fù)測回油管的插入深度，使原回油管與新油分芯的插入深度不夠，造成回油困難。

5）最小壓力閥。若最小壓力閥關(guān)閉不嚴(yán)或提前開啟，會使空壓機設(shè)備在運行初期建立內(nèi)部壓力時間增長，此時處于低壓狀態(tài)的壓縮空氣油霧濃度高，通過油分時流速過快，將使油分分離質(zhì)量降低，導(dǎo)致耗油量增大。經(jīng)檢查，最小壓力閥閉合正常嚴(yán)密，無泄漏。

6）設(shè)備運行溫度。設(shè)備運行溫度若長期處于高溫區(qū)段，會使?jié)櫥土踊俾始涌?，同時蒸發(fā)量加大，也將導(dǎo)致設(shè)備耗油量增大；經(jīng)查看空壓機運行記錄，發(fā)現(xiàn)其運行溫度一直偏高，常在100～110℃之間，正常情況該風(fēng)冷機應(yīng)在90～100℃之間。

7）設(shè)備平均運行壓力。設(shè)備平均運行壓力要求與設(shè)備公稱排氣壓力基本匹配，設(shè)備排氣含油量才能控制在設(shè)計值內(nèi)。如空壓機公稱排氣壓力為0.75 MPa，當(dāng)設(shè)備平均運行壓力為0.6 MPa 或更低時，會造成設(shè)備長期處于重負(fù)荷低壓運行狀態(tài)，在排氣量不變時，油氣混合物經(jīng)過油分器時流速加快，油霧濃度過高，使油分芯負(fù)荷加重，最終導(dǎo)致耗油量異常增大。因此設(shè)備平均運行壓力接近于設(shè)備公稱排氣壓力，設(shè)備運行質(zhì)量和效率越佳。經(jīng)檢查空壓機的平均運行壓力為0.7 MPa，與設(shè)備公稱排氣壓力匹配。

綜上所述情況，空壓機回油管及回油管路和運行溫度是造成空壓機跑油故障的主要原因。

4 跑油故障改進(jìn)措施

針對故障主要原因，采取如下改進(jìn)措施：

1）用壓縮空氣對拆除的回油管路進(jìn)行強力吹除，使其暢通無阻。

2）重新調(diào)整和安裝回油管。原回油管已無足夠調(diào)整長度，于是我們用一段φ6 的紫銅管與原管接頭重新制作了一根回油管（圖2），伸入長度經(jīng)測量，距油分芯內(nèi)側(cè)凹形底部0.5 mm，合格。同時將回油管底部端口做成45°的斜口，有利于回油。

3）降低空壓機運行溫度。因為是風(fēng)冷機，保證設(shè)備冷卻器良好的冷卻效果猶為重要。我們對冷卻器外殼和內(nèi)管分別用高壓水和專用清潔劑進(jìn)行了沖（清）洗、浸泡。

4）檢查和控制油位在油標(biāo)的正常區(qū)間（0～1/2），防止油位偏高?？紤]空壓機油路經(jīng)過拆除、冷卻器經(jīng)過清洗、油路內(nèi)潤滑油已排空等因素，將潤滑油加至油位最高點（油標(biāo)的1/2 處）。

圖2 回油管

5 改進(jìn)效果

對出現(xiàn)跑油故障的空壓機進(jìn)行改進(jìn)，運行300 h 后進(jìn)行檢查，運行情況如下：

1）設(shè)備運行溫度在88～98℃之間，恢復(fù)到正常運行溫度區(qū)間，對潤滑油的影響控制在正常范圍。

2）設(shè)備在停機狀態(tài)下，檢查油位變化情況。改進(jìn)前，油位接近油標(biāo)的1/2；改進(jìn)運行一個月后，油位基本無變化。

為準(zhǔn)確測定空壓機耗油情況，在設(shè)備運行1 000 h 后對油位進(jìn)行再次檢查，油位比之前下降了一些。我們決定采用補油至改進(jìn)前油位的方法來測定設(shè)備耗油量，經(jīng)補充潤滑油9.9 L 油位達(dá)到之前位置。按照設(shè)備排氣含油量設(shè)計值，設(shè)備排氣量為40 m3/min，正常運行1 000 h，其正常最大耗油量Q=10.83 L。這說明設(shè)備運行耗油量恢復(fù)到正常范圍，空壓機跑油嚴(yán)重的問題得到了有效解決。

6 結(jié)語

通過對螺桿空壓機異常跑油故障進(jìn)行全面分析，針對主要原因進(jìn)行改進(jìn)實施，使設(shè)備排氣含油量處于正常耗量區(qū)間，解決了設(shè)備異常跑油問題，運行成本得到了降低和控制。

螺桿空壓機在更換油分芯時，對回油管及管路同步進(jìn)行檢查和調(diào)整是很重要的，能有效控制設(shè)備排氣含油量在正常范圍內(nèi)。

［1］劉建民，陳建軍.螺桿式空壓機運行及維護(hù)技術(shù)問答［M］.北京：中國電力出版社，2011.