螺杆式压缩机排气中带油故障的产生及排除方法
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摘 要：本文着重分析钻爆船上螺杆式压缩机排气带油故障产生的原因，提出具体的故障排除步骤、修复方法及注意事项，希望能为进行类似的空压机操作、维修和管理同仁起到一点借鉴作用。
关键词：钻爆船 螺杆式压缩机 排气带油 产生原因 排除方法
引言
重庆航道工程局现有钻爆船5艘，钻爆船上核心施工设备为空压机，空压机性能好坏直接影响施工效率。目前我局钻爆船上配备的各型空压机有10多台，这些空压机的压缩机都为螺杆式。空压机在实际的使用过程中经常出现压缩机的冷却油随着压缩空气一起排出的故障，如果不及时采取处理措施，极有可能造成冷却油过低，使压缩机阴阳转子因高温烧死损坏、油料消耗过多或气动设备的损坏。结合多年对螺杆式压缩机的操作、维修经验。通过本文分析此类钻爆船空压机压缩机的油气分离系统结构原理、工作原理，总结出此类故障产生的原因以及如何采取相应的措施加以排出。
钻爆船空压机螺杆式压缩机的油气分离系统原理
螺杆式压缩机的油气分离系统由分离筒、分离芯子、自动放气阀、最小压力阀、安全阀及进排气管道组成。冷却油和空气从压缩机排出后进入油分离器。混合气沿筒体内壁流动，在离心力的作用下油滴聚合后落入油分离器的底部。内部的挡板维持空气和油滴不断旋转，方向不断的改变，使越来越多的油滴从空气中分离出来，这种惯性作用使冷却油又回到油分离器底部。这时空气中只剩下一些非常细小的油雾，随着空气一起进入油分离芯子。油分离芯子由两个紧靠在一起的同心纤维圆筒组成，分别由钢丝支撑，芯子的法兰边固定在分离器顶盖。气流进入油分离芯子后，油汽凝聚在纤维上形成液滴，这些液滴结集在外层的第一级凝聚纤维筒上，然后落到油分离器底部。其余一部分凝聚在第二级内层上的液滴汇集到油分离器芯子的底部，经过回油管中的过滤网、节流阀回到压缩机的进口。此时，气流里基本无油。
油分离芯子出现破损或穿孔。油分离芯子出现破损或穿孔是比较容易判断的，一旦油分离芯子出现破损或穿孔，油分离芯子失去了油气的分离作用，混合气与压缩机的排气管道相当于直接贯通，大量的冷却油就会随着排气排出机体。
回油管路的堵塞、断裂或安装不正确。回油管的工作原理是在油分离芯子内部和压缩机进口的压力差的作用下，把凝聚在第二级内层上的液滴汇集到油分离器芯子的底部冷却油输送回压缩机。如果回油管路的堵塞、断裂或安装不正确都会造成油分离器芯子的底部冷却油过多，从而随着排气排出机体。
系统压力过低。压缩机系统压力过低，混合气在分离器内部的离心力会减弱，进入分离器芯子的气体含油量较多，超出了分离器芯子的分离范围，造成油气分离的效果差，从而压缩机的排气中会含有冷却油。
最小压力阀失效。最小压力阀的作用是保证系统的最低压力，一般在4.5Mpa左右。如果最小压力阀失效，而用气设备的耗气量较多，整个系统的压力会降低，超出系统的最低压力。这样就会造成系统压力过低和回油管路不能回油，聚集在分离器芯子的底部冷却油就会随着压缩机的排气排出。
自动放空阀失效。自动放空阀的作用是在机组停机后，自动放空压缩机内部的压缩空气，使系统压力降低为零，保证下次的启动在空负荷状态下进行。自动放空阀的结构一般为气胀式单向阀，关键部件是橡胶膜片，如果膜片一旦穿孔，就使得分离器与外部直通，造成大量的冷却油从自动放空阀排出。
分离器冷却油添加过多。如果在压缩机的分离器添加过多的冷却油，有可能使冷却油的油位超过分离器芯子的底部，这样压缩机的排气必然会把多余的冷却油带出。
不正确的操作。一些不正确的操作方法也是压缩机排气带油的主要原因之一。如果经常突然或频繁地全部开启排气阀，就会造成分离器芯子内、外的压力差过大，导致油气分离不彻底或分离器芯子极易损坏，进而出现排气中带油的故障。
故障检查、排除步骤
当发现压缩机的排气中带油，不必盲目地拆解设备，而是应根据以上的产生原因进行分析，按照由易到难的步骤进行，确定故障发生的部位。这样可以减少大量的修理时间和人力。故障排出步骤流程图：
图一 故障排除流程图
故障发生部位的判断
当压缩机正常启动，系统达到额定压力后，缓慢打开排气闸阀，开度尽量要小，让少量的气体排出。这时，用一张干燥的纸巾对着排出的气流，如果纸巾马上变色并有油滴，可以判断压缩机的排气中带油超标。根据排气中带油量的多少和不同时段等，可以对故障发生的部位进行正确判断。
当把排气闸阀的开度加大，发现排出气流呈不间断浓雾状，表明气流的含油量很大，再查看回油管观察镜的回油情况。如果回油管观察镜的回油明显增多，一般为分离器芯子破损或分离器的冷却油添加过多；如果回油管观察镜无回油，一般为回油管断裂、堵塞。
当把排气闸阀的开度加大，发现排出气流前段呈浓雾状，过一段时间后又正常；继续增加排气闸阀的开度，把全部的排气阀打开，这时观察系统压力表，如果压力表的显示压力低于最小压力阀的设定压力，排气阀还在继续排气并且气流呈不间断浓雾状。出现这种现象，故障一般是最小压力阀失效。
当正常停机后，自动放空阀进行排气，如果排气中带有大量的油，说明自动放空阀损坏。
排除方法及注意事项
在根据以上的故障判断方法找准了故障发生的部位后，就应该按照规范进行正确的修复。但在修理过程中有几点必须注意，否则故障不能排除。
如果判断是回油管的问题，可以对回油管清洗排堵或是重新焊接。在该过程应注意：首先必须保证回油管的通畅，不能因为焊接使得管道内径变小；其次是回油管的安装位置必须正确，一般分离器芯子的底部中心凹处与回油管端头的间隙在3―4mm之间。
如果判断是分离器芯子的问题，只有更换新分离器芯子。在该过程应注意：首先要仔细检查新的分离器芯子是否变形、损坏；其次要把分离器筒体和顶盖结合面的清洁做干净；最后安装时要检查分离器芯子顶部的密封纸垫上是否有订书钉之类的导电体，因为冷却油在分离器内部高速旋转，在分离器芯子上会产生大量的静电。
如果判断是分离器油位过多的问题，适当放出。检查分离器油位的方法要正确，首先机组必须停放水平，如果机组倾斜角度太大，在分离器的油位计显示是不准确的；其次检查的时段宜选择在开车前或停机半小时后。
结束语
本文对钻爆船空压机螺杆式压缩机的排气中带油故障进行了分析，指出了检查步骤和修复过程中的注意要点，希望对从事类似船舶空压机操作和修理工作的同仁有所借鉴和帮助。