浅谈水冷无油螺杆空压机一级压缩出口温度过高的处理

浅谈水冷无油螺杆空压机一级压缩出口温度过高的处理

摘要：在许多制造型企业里，压缩空气都是不可或缺的能源，其能否保质保量的得到供给将直接影响企业的生产效率，因而空气压缩设备占有举足轻重的地位。本文将以某企业的阿特拉斯ZR系列水冷无油螺杆压缩机为例，对其发生的一级压缩出口温度过高的故障进行分析，对故障现象进行原因排查和处理。

关键词：水冷无油 ；螺杆压缩机 ；一级压缩出口温度

1系统概述

阿特拉斯ZR系列无油螺杆压缩机的主要部件包括驱动电机、主齿轮、一级（低压）转子、二级（高压）转子、加卸载调节阀、中间冷却器、后冷却器、油冷却器、油过滤器、油呼吸器及控制面板等。驱动电机通过主齿轮带动高低压转子，经转子上阴阳螺杆的啮合，将吸入的空气进行压缩后排出，实现其功能。阿特拉斯ZR系列无油螺杆压缩机有气、油、水三大系统，下面分别介绍三者在空压机运行时的流程。

气，指的是空气。在空气进入空压系统前，首先经过进气口的初效过滤，而后通过空压机上的空气过滤桶再次过滤。当空压机开始加载时，经过滤的空气通过加卸载调节阀进入一级低压转子，通过阴阳螺杆的作用对空气进行一级压缩，而后经中间冷却器冷却降温，进入二级高压转子。在高压转子中，经一级压缩的空气再次通过阴阳螺杆的作用进一步进行压缩，然后经消音器降噪后，排向后冷却器再次冷却降温，最后供往能源需求侧。为确保输出的压缩空气足够干燥，一般还配有干燥设备，如冷干机、分子筛干燥机等，同时为确保压缩空气不含杂质，还需配备精密过滤器。

油，指的是润滑油。为运动件提供润滑。油箱内的油泵由主齿轮带动，将油泵出，首先通过油冷却器与冷却水进行热交换，其后经油过滤器过滤后，分别供给高压转子和低压转子，最后流回油箱。另有一路油在进入油过滤器前，经油旁通阀返回油箱，以维持油路中的油压在一定范围内。

水，指的是冷却水。在系统中对空气、润滑油及设备本身进行降温。由水泵通过空压机上的冷却水进口分两路进行循环，而后经冷却水出口排向冷却塔进行降温。其中一路在后冷却器和中间冷却器循环，分别与经过一级压缩和二级压缩的空气进行热交换降温；另一路首先流向油冷却器对润滑油进行降温，然后经高压转子的水套到低压转子的水套分别对转子降温。

2故障经过

该企业的生产需要能稳定在一定压力范围内的压缩空气。其采用的阿特拉斯ZR系列螺杆压缩机，对一级压缩出口温度有如下的保护措施：当一级压缩出口温度高于210℃时，设备发出报警，当温度达到220℃时，设备保护停机。

在一个正常的工作日早晨，作业人员如常开启了相应的空压机，在机组运行了将近两个小时的时候，监控系统传来了一级压缩出口温度高的报警信息。在发现报警后，相关人员赶到了现场进行检查，其间一级压缩出口温度仍在不断上升，最后在达到220℃的时候，设备保护停机。

3原因分析

一级压缩出口温度传感器位于一级低压转子的出口处，造成一级压缩出口温度过高

导致设备保护停机的原因有：（1）温度传感器故障，造成误报警；（2）环境温度太高，设备外部散热措施失效；（3）中间压力太高；（4）油温过高；（5）冷却水系统影响。

4故障处理

下面依照原因分析提出的几个点逐步描述故障处理的思路及过程。

（1）首先检查温度传感器是否存在故障。对现场一级压缩出口温度传感器以及相应的线路、控制面板等电气元件进行全面的排查，在确认无故障及更换温度传感器之后，试车时仍然出现同样的故障现象，因此能够判定问题不在温度传感器上。

（2）对设备现场环境温度和吸气口环境温度进行检测，并无异常，与同期历史数据大体一致。另外，对设备外部散热措施进行了检查，发现排气扇工作正常，散热通道并无堵塞。因此，可以将现场环境温度及设备散热措施的问题排除。

（3）中间压力指的是一级压缩出口到二级压缩进口之间的压力。对中间压力产生影响的有几个方面，包括初效过滤网和进气过滤桶的脏堵造成的进气量太少；加卸载调节阀失效造成设备加卸载无法正常调节，同时引起或由于机械故障导致的高压排气阀无法正常排气；消音器内消音棉脏堵或单向阀机械故障造成的二级压缩出气受阻；另外转子的磨损导致效率降低也会产生影响。经检查，初效过滤网和进气过滤桶并无脏堵，控制加卸载调节阀的电磁阀并无故障，相应的配气管路也正常，加卸载调节阀及高压排气阀的机械结构和部件也无问题。通过前期运行工况和现场查核比对，消音器及转子磨损的影响并不存在。因此，中间压力的影响并不是故障的主要原因。

（4）根据润滑油在系统中的走向，油温太高也会造成一级压缩出口温度过高。需要

检查的主要是油质、油量、油压以及油冷却器的换热效果。通过检阅采集的历史油温数据和保养记录，同时比对现场检测的油质、油量等，均属正常，可以排除油温的影响。

（5）该型号空压机的冷却介质为水，影响系统冷却效果的因素有水温和水质。水温过高无法实现降温，而水质不佳则会造成换热器热交换接触面结垢，降低热交换效率。影响冷却水进水温度的包括冷却塔的降温效果是否良好，循环水量是否充足，以及循环水的压力是否足够。而水质方面，主要检查水质检验及水处理是否合格，可能造成结垢的部件包括中间冷却器、后冷却器，油冷却器以及转子水套。经过现场测试及历史数据对比，各监测点的水温及循环水压均在正常范围之内，水温造成的影响基本可以排除。所以结垢很可能就是造成一级压缩出口温度高最直接的原因，可以判断一级压缩机转子的水套很可能结垢比较严重。因此，将一级压缩转子水套的进水管卸下进行检查，在其进口处发现了预料中的明显可见的结垢。至此，基本可以判定一级压缩转子水套结垢是造成一级压缩出口温度高的主要原因，由于结垢，造成冷却水在水套内与一级压缩转子内的空气热交换效果变差。

去除水垢一般采用酸洗法。通过外部水泵对一级压缩转子水套进行稀盐酸溶液循环，并浸泡两个小时之后，检查水垢去除的情况较好。完成上述检修过程后，再次对该空压机进行试车运行。经观察，一级压缩出口温度相对故障前有了明显降低，将其投入生产后进一步观察数天，一级压缩出口温度均维持在180℃之下。

小结

和水进行热交换的设备在长期的运行过程中，因设备自身产生高温，在水质处理不当的情况下，水侧十分容易出现结垢，从而造成热交换效率下降，影响设备的正常运行。由于设备结构及拆装周期的原因，无法直接或频繁地对热交换器内部进行检查。但通过合

格的水质检验及处理，对相关参数的周期性监测，充分做好日常保养，就能及时发现问题，解决问题，保障设备正常可靠地运行，延长设备使用寿命。

参考文献

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