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往复式压缩机扭振分析程序开发及应用

2017-08-02 tag标签:

压缩机是我国石油化工、煤炭、电力、钢铁、水泥等行业的主要气体压缩设备之一。其中,螺杆压缩机是典型的旋转机械,又是生产流程中的关键设备。作为核心设备的螺杆压缩机组常常在工艺流程中占据着重要的地位,其运行状态的好坏将直接影响整个生产装置的安全性、可靠性以及生产效率,一旦发生故障,将极有可能引起整套装置的瘫痪,严重降低生产效率并带来巨大的经济损失。

1、螺杆式压缩机的工作原理

一般来说,螺杆式压缩机也就是喷油单级双螺杆压缩机,它利用机腔内一对相互啮合的阴阳转子在机体内作回转运行,周期性地改变转子每对齿槽间的容积来完成吸入、压缩和排出气体三个过程。期间,通过喷油对主机内的压缩空气进行冷却,主机内所排出的油和空气的混合物经过粗、精两道工序,将油气分离出来,从而得到一种洁净、可靠的压缩气体。

按照一般型号螺杆压缩机的设计流程,空气首先经过预过滤网进入空气过滤器和进气控制器,在螺杆主机压缩腔内与润滑油混合,在两个非对称转子的作用下进行线性的连续压缩,以至于形成一种油气混合物。形成的油气混合物进入到油罐以及分离系统,经过离心、自重、精分离这三道工序的油气分离,将分离后的压缩气体通过冷却器的进行降温排出,此时压力开关系统控制着排气压力,决定着排气压力的可靠性。

2、排气带油的故障因素

在螺杆式压缩机的故障中,排气带油故障最为常见,引起排气带油故障的主要因素有:

(1)油分离芯子出现损坏。在螺杆式压缩机的运行过程中,油分离芯子出现损坏如破损、穿孔现象,那么其就失去了油气分离的作用。也就是说混合气体和压缩机的排气管道直接贯通了,那么大量的冷却油并没有被分离出来,就会随着气体一起被排出机体,就造成了在排气过程中出现带油故障。

(2)回油管路出现故障。在螺杆式压缩机的工作过程中,回油管路肩负着重要的责任,油分离芯子内部与压缩机进口会形成一种压力差,在这种压力差的作用下,回油管路负责将油分离芯子的底部聚集的油输送回压缩机,在下个循环过程中继续使用。如果回油路出现堵塞、断裂以及安装不正确等故障,就不能将油分离芯子底部聚集的油输送回压缩机,造成底部积压的油过多,那么这部分未被输送回压缩机的油就将随着气体排出,就会出现排气过程中出现带油的现象。

(3)系统压力控制过低。在螺杆式压缩机的运行过程中,系统压力控制过低,将会造成分离器内的离心力小于工作要求离心力,那么分离器的作用就不会完全体现出来,就会造成进入下一环节分离器芯子内气体的含油量过高,超出了其分离范围,也就导致了油气分离不彻底,在压缩机排气过程中出现带油故障。

(4)最小压力阀失效。在螺杆式压缩机的运行过程中,最小压力阀的作用是保证运行过程中系统压力控制在最小压力之上。如果最小压力阀出现失效现象,那么系统的最小压力将无法保证,由于运气设备的耗气量是非常大的,就会造成系统压力过低,回油管路不能回油。聚集在油分离器芯子底部的油就将无法回送到压缩机内,会随着压缩气体排出压缩机,造成平排气过程中的带油故障。

(5)压缩机内加入的冷却油过多。在螺杆式压缩机运行前,加入的冷却油过多,超过压缩机的范围,那么在压缩机的运行过程中,由于油位过高,虽然分离系统将油气分离出来了,但是在气体的排放中,气体还会将冷却油卷入到气体当中排放,致使排放气体中含油量过高,出现带油故障。

(6)冷却油质量不合格。在压缩机运行前,加入了不合格的冷却油,或者冷却油超过了适用时间,已经无法达到冷却的效果。那么在螺杆式压缩机的运行过程中,冷却油失去了其作用,并不能将油气冷却分离。那么在排气过程中就必定会出现带油故障。

3、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。

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。

4、常见故障解除措施

螺杆式压缩机在运行过程中出现排气中带油故障的原因是各式各样的,不同的原因就需要不同的解决措施。

(1)油分离芯子损坏问题。油分离芯子损坏是一种常见现象,所以在螺杆式压缩机的运行前需对设备进行检查,在使用过程中应严格的按照操作规程进行,在使用后应定期的对设备进行保养。发现油分离芯子有破损和穿孔现象,应及时进行更换,保证设备的正常运行。

(2)回油路出现问题。在设备运行过程中,如若遇到回油路堵塞,需先检查分离器的压降,如压降无问题则需对油分离器芯子进行清洗,如果油分离器芯子出现断裂则必须及时进行更换。

(3)系统压力控制过低问题。对于操作人员,应当熟悉设备的控制压力,当发现问题时要降低系统的负载,使得系统压力达到额定的工作压力进行。

(4)最小压力阀失效问题。在实际的操作中,如若发现最小压力阀失效,那么必须对其进行更换,待更换完成后再进行工作。

(5)压缩机加入冷却油过多的问题。在给压缩机添加冷却油时应先了解设备应加多少冷却油的理论值,对冷却油的添加应有专人负责,一般应控制在视镜的中部以下。

(6)冷却油质量问题。对于冷却油的添加应严格按照设备对冷却油的要求进行添加,因为不同的设备对冷却油的要求是不一样的。添加后应记录添加时间,待冷却油达到使用期限后,就应按时将其换掉。对添加冷却油的质量是否合格应严格把控,杜绝添加不合格的冷却油。

5、排除与解决注意事项

在故障解决过程中有几点必须注意,否则故障不但不能排除,反而可能酿成更大后果。

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。

如果判断是分离器油位过多的问题,要适当放出。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。

6、结语

螺杆压缩机虽然是一种可靠性较高的机型,但也并不是不需要保养和维护。须知任何设备都是“三分在使用,七分在保养”,因此,不管是排气含油还是其他故障,都应加强运营中的维护保养工作,将故障消灭在萌芽状态。

本文对螺杆压缩机排气带油故障进行了分析,给出了故障的检查步骤和修复方法,以及注意要点,希望对压缩机行业有所助益。


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