空壓機運行故障類型及其解決路徑

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本文作者：章恩華、侯正周、龔岳雄 單位：浙江中煙工業(yè)有限責任公司杭州卷煙廠

作為一種動力能源,空壓機的應用領域越來越廣泛,在整個生產制造中起著至關重要的左右。但是,空壓機在運行過程中,由于冷卻換熱效果不好、壓力不正常、排氣量不足等原因,導致空壓機實際運行時間較短,機器停車與啟動頻繁,無法達到高效安全運行的要求,直接影響生產,給企業(yè)帶來不可估量的損失。因此正確識別空壓機的故障,分析原因,減少故障次數,提出預防措施,確?？諌簷C安全運行是非常必要的。

1空壓機故障類型及原因分析

1.1排氣量不足

排氣量的不足最主要的表現是壓力達不到終點壓力[1],從故障現象看很可能是由于以下幾種原因造成:一是入口空氣過濾器的故障,當過濾器中的積垢產生堵塞,就會使排氣量減少;而吸氣管過長,管徑較小,造成吸氣阻力增大時,就直接影響了排氣量。二是空壓機轉速過低會使排氣量下降:空氣壓縮機的排氣量是按規(guī)定的海拔高度、吸氣溫度、濕度設計的,如果在超過上述標準的高原上使用時,就會造成吸氣壓力降低,排氣量也隨之降低;傳送皮帶打滑一會降低空壓機的轉速,進而影響排氣量降低。三是由于零件磨損導致空壓機各配合間隙的變化而引起的:氣缸、活塞、活塞環(huán)磨損嚴重、超差,造成相關間隙增大,泄漏量增大,嚴重的話就影響了排氣量。四是空壓機系統(tǒng)嚴重漏氣,主要是由于填料函不嚴密從而產生漏氣使氣量降低,究其原因:首先,是填料函本身制造時不合要求;其次,可能是在安裝時,活塞桿與填料函中心沒有對好,產生磨損、拉傷等造成的漏氣。五是空壓機壓力閥的故障對排氣量的影響,主要是指吸、排氣閥的閥座與閥片間落入金屬碎片或其它雜物,造成關閉不嚴,形成漏氣。此外,氣閥彈簧力與氣體力匹配的不好也會影響排氣量,彈力過強則使閥片開啟遲緩,彈力太弱則閥片關閉不及時,這樣不但影響了排氣量,嚴重的話會影響到功率的增加,甚至影響氣閥閥片、彈簧的使用壽命。

1.2排氣溫度異常

排氣溫度不正常是指其高于設計值,主要是冷卻系統(tǒng)故障導致的[2]。從理論上進,影響排氣溫度增高的因素有:進氣溫度、壓力比、以及壓縮指數(對于空氣壓縮指數K=1.4)。實際情況影響到吸氣溫度高的因素如:中間冷卻效率低,或者中冷器內水垢結多影響到換熱,則后面級的吸氣溫度必然要高,排氣溫度也會高。氣閥漏氣,活塞環(huán)漏氣,不僅影響到排氣溫度升高,而且也會使級問壓力變化,只要壓力比高于正常值就會使排氣溫度升高。此外,水冷式機器,缺水或水量不足均會使排氣溫度升高。

1.3超常的振動和噪音

空壓機如果某些部件出現故障時,就會發(fā)出異常的響聲,通常來講,操作人員通過聽樣是可以判別出異常的振動和噪聲。驅動電動機運行不穩(wěn)定,軸的對中狀態(tài)改變都會產生異常的振動和噪聲?；钊c缸蓋間隙過小,直接撞擊;活塞桿與活塞連接螺帽松動或脫扣,活塞端面絲堵檜,活塞向上串動碰撞氣缸蓋,氣缸中掉入金屬碎片以及氣缸中積聚水份等均可在氣缸內發(fā)出敲擊聲。排氣閥片折斷,閥彈簧松軟或損壞,負荷調節(jié)器調得不當等等均可在閥腔內發(fā)出撞擊聲。

1.4過熱故障[2]

在十字頭與滑板、曲軸和軸承、填料與活塞桿等產生摩擦的位置,溫度過高并超過規(guī)定的數值就稱為過熱。過熱所帶來的后果:一是加快磨擦副件的磨損。二是過熱使大量的熱能。不斷積聚直致燒毀磨擦面以及燒抱而造成機器發(fā)生重大事故。造成軸承過熱的主要原因為:軸承與軸頸貼合不均勻或接觸面積過小;軸承偏斜曲軸彎曲,潤滑油粘度太小,油路堵塞,油泵有故障造成斷油等;安裝時沒有找平,沒有找好間隙,主軸與電機軸沒有找正,兩軸有傾斜等。引起空壓機故障的原因很多,既有設計制造上的原因,也有操作維護及管理上的原因,應通過綜合分析這些故障提出一些有效的解決方案,延長空壓機壽命。

2空壓機日常運行故障解決方案

2.1優(yōu)化冷卻系統(tǒng)

溫度異常是造成空壓機發(fā)生故障事故的主要原因,所以如何降低系統(tǒng)溫度,保持一個高效的冷卻系統(tǒng)對延長空壓機的壽命至關重要[3]?？梢詮囊韵聨讉€方面對空壓機的冷卻系統(tǒng)進行優(yōu)化。通過改善壓縮機機房的通風條件,降低空壓機溫度。機械設備的工作環(huán)境,對機械設備使用有較大的影響,降低設備的溫度,可以減輕對設備帶來的不利影響。隨著機組使用年限的增加,機組發(fā)熱量也日益上升,原有的從進風道進氣來滿足產氣和冷卻機組的方式已不適用。如圖1所示為杭州卷煙廠通過將機組左右兩扇邊門改造成下進風的百葉形式,將環(huán)境溫度的空氣從設備下部吸入,再從上部的排風扇排出,有效降低機組溫度。該公司原有機組冷卻排氣直接排入排風通道,然后從屋頂排出,但由于機組排風風扇功率小。通道內空氣換氣率不高,從而使得通道內溫度升高,影響機組冷卻。通過在排風通道口加裝排風扇,如圖2所示,增加通道內空氣流速,增加通道內空氣換氣次數,從而使得機組冷卻效果提升。避免冷卻系統(tǒng)結垢。冷卻系統(tǒng)結垢是空壓機溫度異常產生故障的主要原因,其使冷卻水不能有效地與氣缸壁進行換熱,導致氣缸運行溫度升高而引發(fā)事故。了解決這一問題,國內外許多學者進行了大量的研究工作,并取得了一些研究成果。主要通過加強冷卻水水質的監(jiān)控和管理,對冷卻水進行改造和定期對空壓機進行清洗等方法來避免冷卻系統(tǒng)結垢,其中對空壓機清洗除垢法包括是機械除垢法和化學除垢法等,因為氣缸水套的結構比較復雜,機械除垢法很難清除干凈,所以,目前的除垢方法以化學除垢法為主。

2.2設備的維護保養(yǎng)

空壓機的基本保養(yǎng)包括:空氣濾芯的更換、保養(yǎng);機油濾芯的更換、空壓機油的更換;油氣分離芯的更換和保養(yǎng);聯軸器的安裝與保養(yǎng);冷卻器的保養(yǎng)與維護等[4]。

（1）空氣濾芯的維護與保養(yǎng)?？諝鉃V清器的作用是過濾掉吸入空氣中含有的塵埃污物,將過濾后的干凈空氣送入壓縮腔壓縮?？諝鉃V芯最好每星期保養(yǎng)一次,擰開壓蓋螺母,取出空濾芯,用0.2～0.4MPa的壓縮空氣,從空濾芯內腔向外吹除在空濾芯外表面的塵埃顆粒,用干凈的抹布將空濾殼內壁上的贓物擦干凈?；匮b空濾芯,注意空濾芯前端部的密封圈要與空濾殼內端面貼合嚴密?？諡V芯新機磨合期運行500h后應更換,正常情況3000h更換一次。清潔或更換空濾芯時,部件是必須一一合對,嚴防異物落入進氣閥。

（2）機油濾芯的更換、空壓機油的更換。正常情況下建議每1500～2000h更換新濾芯,換機油時最好同時更換油濾芯?？諌簷C油對空壓機的性能具有決定性的影響,新機磨合期500h后進行首次油品更換,以后一般每運行3000h更換新油。換油時最好同時更換油過濾器。無論是機油濾芯還是空壓機油,在環(huán)境惡劣的場所使用縮短更換周期。

（3）油氣分離芯的更換和保養(yǎng)。每一年或在監(jiān)控器發(fā)出需維護信號時,要更換分離芯。分離芯只能更換,不能清潔之后再用。

（4）聯軸器的安裝與保養(yǎng)。聯軸器關系著設備的精密程度,對其裝配誤差的要求比較高,分別經過軸向偏差校準,然后在電機下墊片調整軸向偏差,水平間隙和角度偏差校準等一系列校準調整后才能裝上螺栓和鎖緊墊片。

2.3規(guī)范操作

規(guī)范的操作可以提高空壓機的運行效率,減少故障發(fā)生的次數,減緩設備零件的疲勞,延長空壓機的使用壽命。規(guī)范的操作應該包括以下方面?？諌簷C開機前請先確認管路閥門處于正常位置,空壓機面板顯示正常,然后按啟動按鈕啟動。關機時請按停機按鈕停機,空壓機會自動卸載停機。非緊急狀況請勿按紅色緊急停機按鈕停機。空壓機每運行500h,必須對空壓機內部的電氣接線重新進行檢查、緊固。每天記錄空壓機的主要參數,以備發(fā)生故障后為分析處理提供依據。請每天檢查油位,保證冷卻劑足夠并觀察內部管路是否有滲漏。

3結語

作為提高氣體壓力和輸送氣體的機械,空壓機不可避免的出現故障。對空壓機幾種故障進行系統(tǒng)的分析,找出故障的根本原因,通過對空壓機設備設施的不斷改善,嚴格按設備操作規(guī)程作業(yè),制定維護計劃,定期保養(yǎng),并保持設備清潔,使空壓機在最佳工作狀態(tài)下長期安全運行,以提高設備維護效率和空壓機使用率,延長空壓機使用壽命。