螺杆式空气压缩机工作原理与常见故障的排除

摘要：本文主要从螺杆式空气压缩机工作原理出发，对螺杆式空气压缩机常见故障的排除进行了系统的分析和论述。

关键词：螺杆式空气压缩机；温控阀；油；堵塞；油气分离器

1.螺杆式空气压缩机的特点及原理

1.1螺杆式空气压缩机的主要特点

从使用寿命来看，由于螺杆式空气压缩机零件相较少，没有比较容易受损害的部件，它的运转性能和大修间隔相对较长，工作性能相对可靠。在使用过程中，操作人员不需经过专门的学习和培训就可以实现无人运转，维护起来比较简单。在螺杆式空气压缩机高速运转的过程中可以实现无基础运转这对压缩机设备的环境要求较低，主要是压缩机自身的动平衡性较好，不受环境和条件的限制，其自身的适应力也较为突出，螺杆式空气压缩机具有强制输气的特点，气体排放不受大气压的限制，可以自由排放，在生产中有较大的应用空间。螺杆空气压缩机的转子齿面实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可压送含液气体，含粉尘气体，易聚合气体等。

1.2螺杆式空气压缩机的原理

螺杆式空压机为动力用、单级、喷油、水冷、电动机驱动的低噪音固定式螺杆压缩机。机组主要有主机、电动机、油气分离器、油冷却器、后冷却器和机组底座等零部件组成，并被封闭在隔音罩内。隔音罩一侧设有电气控制柜，整个机组结构紧凑、外形美观、操作方便。

在压缩机的机体内有一对经精密加工的相互啮合的转子，其中阳转子有4个齿，阴转子有6个齿。电机通过弹性联轴器带动阳转子，再由阳转子带动阴转子一起高速旋转。随着齿间容积的不断缩小，从空气过滤器中被吸入的空气被压缩而升高压力，当齿间容积与压缩机的排气口相通时，压缩空气便从排气口排出，进人油气分离器进行油气分离。经油气分离的气体依次通过最小压力阀、后冷却器和疏水阀而排出机外，供客户使用。分离出来的油沉降到油气分离器的底部，在压差作用下，经冷却后再回到主机工作腔而循环使用。

2.有油螺杆式空气压缩机的故障分析与排除

2.1螺杆式空气压缩机工作状态

（1）温控阀故障

温控阀的作用是控制螺杆式空气压缩机油温度。当油温低于设定的临界值时，油将不经过油冷却器回流喷入主机，当油温逐渐升高，直到超过设定的临界值时，则温控阀打开使油经过油冷却器冷却， 然后再循环到主机里。

（2）冷却水温过高、冷却水流不足、冷却器芯子堵塞

为使冷却器长期保持良好的换热效果，延长冷却器的使用寿命，必须使用洁净的冷却水。具体要求如下：冷却水应接近中性，即氢离子浓度pH值应在6.5--9.5之间。有机物质和悬浮机械杂质应小于25 mg/L。暂时硬度Q100（硬度10相当于1升水中含有10 mg CaO或7.19 mg MgO ）。冷却水的温度应Q30℃；若高于32 ℃，气冷和油冷应各自设置进出水管，不能串联；进水压力应大于或等于0.2MPa，小于0.5MPa。根据运行情况及时清洗管子和壳程、清洁冷却器芯子翅片，必要时降低水温、增加冷却水流量。

（3）油量不足

油量的不足将直接导致主机里缺油而散热性能明显下降，从而导致温度的上升；

首先检查油过滤器、油气分离器是否堵塞。油气分离器为多层玻璃纤维制成，过滤精度可达0.1wm，作用是将压缩空气中的油雾过滤下来，防止油流失。环境较差，粉尘较多时，应适当缩短更换周期。

2.2管线压力高于卸载压力设定值的原因及消除方法

（1）空气过滤器芯堵塞

造成空气压缩机进气量不足，从而直接导致排气量不足。可以通过检测排气压力和空气过滤器前后的压力差来判断此故障。然后必须要对过滤器滤芯进行清洁或更换。

（2）卸载器件不能正常工作

当卸载运行或停机时，放空阀即打开，释放油气桶内的压力，使压缩机低负荷运转，或保证在无负载的情况下重新起动。放空阀、进气调节阀故障将造成排气压力过高无法卸载，必须要保证其工作正常。

（3）高压停机开关扭坏或失调

高压停机开关故障要进行调整或更换。

2.3供气压力低于额定排气压力的原因及消除方法

（1）油气分离器堵塞

可以通过对比油气分离前压力和油气分离后压力大小来判断，如果两者相差太大了，则油气分离器出现堵塞。

（2）最小压力阀打开后关不上

可以通过检测螺杆式空气压缩机的内部压力来判断，如果内部压力低于最小压力阀压力，说明最小压力阀开启后无法关闭，它可以直接导致机器重新加载时由于油路无法正常循环导致主机缺油而使温度上升。

（3）进气阀故障

其直接导致了进气量的减少，排气量当然也就相应地减少了。可以通过检测进气阀的前后压力差和排气压力大小来进行判断。

进气阀的功能是控制进气量。机组满负荷运行时，进气阀处于全开状态。当用户所需用气量减小时，由气量调节装置向进气阀输人压缩空气，使进气阀开度减小，从而减少压缩机的进气量，进气阀故障将影响机组所带负荷的多少。

3.无油螺杆式空气压缩机的故障分析与排除

3.1故障分析

某厂两台机组由于频繁地出现中间压力或中间温度过高现象，只能频繁自动停机切换运行，使整个空分系统降低各项参数指标勉强维持运转。根据故障现象，初步判断为空压机组二级机头（主机）发生了故障，于是决定拆卸空压机二级机头，对故障进一步分析、定位。两台空压机组二级机头的特氟龙涂层脱落造成阴阳螺杆配合间隙损坏，是导致机组运行时中间压力和中间温度升高、排气量衰减的主要原因。

3.2故障处理

（1）对空压机组中间冷却器及沟通一、二级主机间的管路按保养要求进行清洗保养。

（2）对空压机组液位电动排污阀进行更换和改造，改为电子定时排污和液位电动排污联排的新方式，提高了排污可靠性。

（3）空压机组停机时，关闭冷却水进、回水阀后，打开疏水放空阀排出残余的冷却水。此措施的目的是防止在停机时因冷却器内部的残留水进入主机，进而造成主机损坏。

（4）空压机组停机时打开氮气保护装置阀门，使机组主机内部始终充满氮气，对主机进行保护。

参考文献：

[1]王晓峰.螺杆式空气压缩机的应用及超温故障原因分析[J.发展. 2011（02）

[2]石春珉，范荣华.螺杆式空气压缩机试验方法的探讨[J].铁道技术监督. 2010（04）.