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昆山飛馬特機(jī)電設(shè)備有限公司
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一、前言
在石油化工行業(yè),噴油螺桿空壓機(jī)憑借其具有運(yùn)行可靠、效率高、壽命(lifetime)長(zhǎng)、氣量不受排氣壓力影響、運(yùn)行平穩(wěn)不發(fā)生喘振等優(yōu)點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。特別是在公用系統(tǒng)做為一種先進(jìn)的空氣動(dòng)力設(shè)備,廣泛應(yīng)用于空壓站為裝置提供儀表風(fēng)用的空氣。然而在噴油螺桿空壓日常生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中,機(jī)組也經(jīng)常發(fā)生氣源含油量高,機(jī)組跑油故障,這對(duì)機(jī)組的長(zhǎng)周期安全運(yùn)行帶來(lái)很大的影響。其中油氣分離部件,也就是油分,是有油潤(rùn)滑回轉(zhuǎn)式空壓機(jī)和真空泵的重要部件,作用是將油氣混合物中的油和壓縮空氣分離出來(lái),使油重新回到油循環(huán)系統(tǒng),從而降低出氣含油量。在噴油螺桿式空壓機(jī)上油分得到了非常廣泛的使用,一般用于噴油螺桿式空壓機(jī)的油分要求是,經(jīng)過(guò)油分處理后的出口壓縮空氣殘油量≯3ppm。若空壓機(jī)出口空氣含油量超標(biāo)機(jī)組耗油量大,說(shuō)明機(jī)組跑油,空壓機(jī)出現(xiàn)跑油除了會(huì)感染后處理設(shè)備,如干燥機(jī)和精密濾芯,還會(huì)影響生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量,導(dǎo)致某些生產(chǎn)設(shè)備不同程度的損壞。因此,針對(duì)性的對(duì)空壓機(jī)跑油現(xiàn)象進(jìn)行原因分析,并提出有效的處理措施(指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法),對(duì)指導(dǎo)空壓機(jī)組出現(xiàn)油分跑油故障的快速處理有一定的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。
二、機(jī)組故障(fault)案例
1、噴油螺桿式空氣壓縮機(jī)概況
我司空壓站儀表風(fēng)系統(tǒng)使用的空氣壓縮機(jī)為某品牌132kW機(jī)型的噴油水冷螺桿式空氣壓縮機(jī),其排氣量為24.0Nm3/min,排氣壓力為0.8MPa,為裝置儀表風(fēng)系統(tǒng)提供壓縮空氣。該空壓機(jī)組為單級(jí)、噴油、撬裝式低噪聲螺桿式壓縮機(jī)。機(jī)組主要由螺桿壓縮機(jī)主機(jī)、電動(dòng)機(jī)、油氣分離器、油冷卻器、氣冷卻器、氣液分離器、電氣控制箱以及氣管路、油管路、水管路、調(diào)節(jié)系統(tǒng)等組成。其流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。
噴油螺桿空壓機(jī)油路系統(tǒng)(system)流程(liú chéng):
在油氣分離器7(兼作油箱)中大部分油通過(guò)旋風(fēng)分離方式從壓縮空氣中分離出來(lái),分離出的油沉積在油氣分離器的下部,然后靠氣體壓力迫使受熱的潤(rùn)滑油(Lubricating oil)通過(guò)油冷卻器9、油過(guò)濾器12及斷油閥11到達(dá)壓縮機(jī)機(jī)殼底部油槽,然后一部分潤(rùn)滑油噴入到機(jī)殼內(nèi)腔,潤(rùn)滑油的主要起到降噪、潤(rùn)滑、冷卻和密封的作用;另一部分潤(rùn)滑油通過(guò)機(jī)殼內(nèi)部的各通道潤(rùn)滑各類軸承和齒輪。壓縮空氣中剩余的油通過(guò)油分筒旋風(fēng)分離:即在重力和離心力的作用下,使油氣混合氣中95%的油分離出來(lái),滴落到油分桶里,剩余5%的油通過(guò)油氣分離器濾芯過(guò)濾分離,分離出的集中于濾芯底部的少量潤(rùn)滑油通過(guò)回油管抽回到壓縮機(jī)殼體內(nèi)。噴入機(jī)殼內(nèi)的潤(rùn)滑油再與空氣混合,并被壓縮,再通過(guò)單向閥重新進(jìn)入油氣分離器。
2、機(jī)組油分跑油導(dǎo)致排氣溫度(temperature)高故障停機(jī)
2017年5月20日16:30,運(yùn)行中的空壓機(jī)J-6001B突然連鎖停機(jī),到現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)PLC顯示屏顯示排氣溫度高報(bào)警。為了確保裝置生產(chǎn)的安全運(yùn)行,換備用機(jī)組J-6001A,故障機(jī)組J-6001B停機(jī)檢修。對(duì)機(jī)組進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
1)油氣分離器油位非常低;
2)出口壓縮空氣含油量高;
3)在空壓機(jī)出口干燥機(jī)系統(tǒng)各排凝閥發(fā)現(xiàn)有好多油。
綜上,可判斷為空壓機(jī)組油分跑油,導(dǎo)致機(jī)組潤(rùn)滑油量逐步(step by step)減少,滿足不了機(jī)組的冷卻和潤(rùn)滑要求,導(dǎo)致機(jī)組排氣溫度高報(bào)警連鎖停機(jī)故障。
三、空壓機(jī)組油分跑油原因分析及解決措施
噴油螺桿空壓機(jī)油分跑油的原因常見(jiàn)主要有以下幾個(gè)方面:油分質(zhì)量問(wèn)題、空壓機(jī)系統(tǒng)(system)故障、油分安裝不當(dāng)、油氣分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)有缺陷等。昆山空壓機(jī)空氣經(jīng)過(guò)自潔式空氣過(guò)濾器被吸入,通過(guò)PLC自動(dòng)清洗過(guò)濾器,空氣在經(jīng)過(guò)進(jìn)口導(dǎo)葉自動(dòng)調(diào)節(jié)后進(jìn)入一級(jí)壓縮,經(jīng)一級(jí)壓縮后的氣體溫度較高,然后進(jìn)入中間冷卻器進(jìn)行冷卻(水走管內(nèi),氣走管外,中冷器的水流量要求為110m/h)之后進(jìn)入二級(jí)壓縮系統(tǒng),為避免系統(tǒng)中的氣體倒入壓縮腔內(nèi)(避免帶壓起動(dòng))在壓縮機(jī)的排氣管道安裝有一只懸掛全啟式止回閥,壓縮機(jī)排出的氣體推開(kāi)止回閥進(jìn)入排氣消聲器,然后進(jìn)入一級(jí)后冷器,二級(jí)后冷器,再進(jìn)入排氣主管道。而在實(shí)際的使用過(guò)程中,我們發(fā)現(xiàn)大部分的故障投并非油分的質(zhì)量問(wèn)題造成的。那么,除了油分質(zhì)量問(wèn)題以外,還有哪些原因會(huì)導(dǎo)致油分跑油?我們?cè)趯?shí)踐中總結(jié)出以下幾種情況同樣會(huì)導(dǎo)致跑油:
1、潤(rùn)滑油(Lubricating oil)加油過(guò)多
加油量過(guò)多,超過(guò)正常油位(一般油位為1/2~2/3),油氣分離器分離效果不佳,部分潤(rùn)滑油會(huì)隨氣流帶走,導(dǎo)致耗油量過(guò)大。
解決措施(指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法):機(jī)組停機(jī)后,待油氣分離器桶內(nèi)氣壓泄放為零后,開(kāi)啟放油閥,將油排放至正常油位(一般油位為1/2~2/3)即可。
2、使用不合格的潤(rùn)滑油
螺桿空壓機(jī)都有高溫保護(hù),其通常跳機(jī)溫度為110~120℃左右,而當(dāng)空壓機(jī)使用不合格的潤(rùn)滑油時(shí),在排氣溫度高時(shí)就會(huì)出現(xiàn)不同程度的耗油現(xiàn)象(一般溫度越高,耗油量越大),其原因是高溫時(shí)經(jīng)過(guò)油氣分離器桶初級(jí)分離后有部分機(jī)油微滴可與氣相分子具有相同的數(shù)量級(jí),分子直徑≤0.01μm,油分難以將其捕捉分離,導(dǎo)致耗油量過(guò)高。昆山空壓機(jī)維修拆卸中應(yīng)按空壓機(jī)的各部件的結(jié)構(gòu)不同,預(yù)先考 慮操作程序,以免先后倒置,造成混亂,或貪圖省事,猛拆猛敲,造成零件損壞,變形。
解決措施(指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法):查找引起高溫的原因,解決問(wèn)題降低溫度,選用質(zhì)量好的、合格的潤(rùn)滑油。
3、單向閥損壞
若回油單向閥損壞(由單向通變成雙向通),停機(jī)后油分罐內(nèi)壓則會(huì)將大量的潤(rùn)滑油通過(guò)回油管倒回油分內(nèi)部,下次機(jī)器運(yùn)行時(shí),油分內(nèi)部的機(jī)油將無(wú)法及時(shí)吸回機(jī)頭,導(dǎo)致部分的機(jī)油隨著分離后的空氣跑到空壓機(jī)外(此種情況常見(jiàn)于未裝置油路截止閥和機(jī)頭排氣出口單向閥的機(jī)器)。
解決措施:拆下后檢查單向閥,如有雜物將其卡住,清理雜物即可;如單向閥已損壞,則更換新品。
4、最小壓力閥故障
若最小壓力閥的密封處有泄漏點(diǎn)或最小壓力閥提前開(kāi)啟(因各廠家設(shè)計(jì)開(kāi)啟壓力各有不同,通常范圍(fàn wéi)在3.5~5.5kg/c㎡之間),那么機(jī)器在運(yùn)行初期建立油氣罐壓力時(shí)間就會(huì)增長(zhǎng),此時(shí)處于低壓狀態(tài)的氣體油霧濃度高,通過(guò)油分時(shí)流速快,油分負(fù)荷加重,分離效果降低,導(dǎo)致耗油量大。昆山空壓機(jī)維修拆卸中應(yīng)按空壓機(jī)的各部件的結(jié)構(gòu)不同,預(yù)先考 慮操作程序,以免先后倒置,造成混亂,或貪圖省事,猛拆猛敲,造成零件損壞,變形。
解決措施(指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法):檢修最小壓力閥,必要時(shí)更換。
5、油氣分離罐設(shè)計(jì)不規(guī)范
若空壓機(jī)在設(shè)計(jì)油氣分離器時(shí),初級(jí)分離系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理,初級(jí)分離效果不理想,使進(jìn)油分前的油霧濃度含量很高,油分負(fù)荷過(guò)重,處理(chǔ lǐ)能力不足,導(dǎo)致油耗過(guò)高。
解決措施:對(duì)油氣分離器改進(jìn)設(shè)計(jì),提高初級(jí)分離的效果。
6、回油管路堵塞或安裝不當(dāng)
當(dāng)回油管路(包括回油管上的單向閥及回油濾網(wǎng))有異物堵塞時(shí),分離后凝聚在油分底部的機(jī)油就無(wú)法回到機(jī)頭,已經(jīng)凝聚的油滴又被氣流吹起,隨著分離后的空氣一起被帶走。這些異物通常是由安裝時(shí)掉落的固體雜質(zhì)造成。在更換、清洗、維修空壓機(jī)時(shí),回油管未插到油分底部(參考:距油分底部弧心1~2mm較好),導(dǎo)致分離出來(lái)的機(jī)油無(wú)法及時(shí)回到機(jī)頭,積聚的機(jī)油會(huì)隨著壓縮空氣一起跑出去。
解決措施(指針對(duì)問(wèn)題的解決辦法):
(1)停機(jī),待油桶壓力泄放至零后拆下回油管的所有管件,將阻塞的異物吹出即可。安裝內(nèi)置油分時(shí)注意清理干凈油氣桶蓋,同時(shí)留意油分芯底部是否有固體顆粒殘留。
(2)停機(jī),待泄壓歸零后,將回油管調(diào)整至合理高度(回油管距油分底部1~2mm處,斜口的回油管可以插到油分底部)。
7、用氣量大,超負(fù)荷低壓使用
空壓機(jī)負(fù)荷低壓使用是指用戶使用空壓機(jī)時(shí),排氣壓力并未達(dá)到空壓機(jī)本身的額定工作壓力,但基本能滿足某些企業(yè)用戶的用氣要求。例如:企業(yè)用戶增加了用氣設(shè)備,用氣量增大,使空壓機(jī)排氣量與用戶的用氣量無(wú)法達(dá)到平衡,假設(shè)空壓機(jī)額定排氣壓力8kg/c㎡,但實(shí)際使用時(shí)壓力只有5kg/c㎡甚至更低,這樣空壓機(jī)長(zhǎng)期處于負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),無(wú)法達(dá)到機(jī)器的額定壓力值,導(dǎo)致耗油量增大。其原因是在排氣量不變的條件下,油氣混合物經(jīng)過(guò)油分時(shí)流速加快,油霧濃度過(guò)高,使油分負(fù)荷加重,最終導(dǎo)致耗油量大。
解決措施:建議與廠家聯(lián)系,調(diào)換一款能匹配低壓使用的油分產(chǎn)品。
結(jié)束語(yǔ)
空壓機(jī)出現(xiàn)跑油現(xiàn)象,是一個(gè)比較常見(jiàn)而又復(fù)雜的問(wèn)題,當(dāng)出現(xiàn)這種情況時(shí),不要簡(jiǎn)單的把問(wèn)題歸咎在油分上,而應(yīng)對(duì)空壓機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)而合理的檢查,逐一排除影響因素,從而找出真正的原因。因此需要深入了解和掌握空壓機(jī)出現(xiàn)跑油的原因,對(duì)快速處理和解決機(jī)組跑油故障,確??諌簷C(jī)組安全平穩(wěn)運(yùn)行。
為了確保機(jī)組的安全平穩(wěn)運(yùn)行,應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)組的日常和定期維護(hù)保養(yǎng)工作;機(jī)組要定時(shí)定點(diǎn)進(jìn)行巡檢點(diǎn)檢工作,及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中的隱患,確保機(jī)組的安全運(yùn)行。同時(shí)崗位操作人員要嚴(yán)格按照設(shè)備安全操作規(guī)程進(jìn)行操作,嚴(yán)禁違規(guī)操作。只有堅(jiān)持科學(xué)的管理(guǎn lǐ),才能降低設(shè)備故障(fault)率,才能降低設(shè)備維修和管理成本,確保設(shè)備的安全運(yùn)行,提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。