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      空壓機_阿特拉斯_螺桿空壓機潤滑油基礎知識及故障分析處理

      發布日期:2018-07-17 13:56:00

          造成螺桿壓縮機高溫的原因有很多,本文僅就潤滑系統的故障來解決,提供潤滑油的基礎知識以及清洗方法,以期延長螺桿壓縮機的使用壽命。
            空壓機運行高溫現象是售后服務過程中的常見問題之一,空壓機主機排氣溫度是影響空壓機安全、可靠、穩定運行的重要因素??諌簷C運行超溫在夏天是一種常見現象,因此往往不能引起空壓機管理人員的重視。高溫的發生不僅影響生產,還會加劇設備的損耗,縮短其正常使用壽命。此外高溫還會加速空壓機油劣化,引起潤滑性能降低、閃點下降等,有時高溫還會在內外因共同作用下引發油品自燃,導致空壓機燒毀,甚至發生爆炸事故。因此,應高度重視設備運行中出現的高溫問題,及時消除隱患,保障生產用氣要求。
       
        空壓機設備正常排氣溫度處于75℃~95℃之間,排氣溫度低于壓力露點時會產生結露現象,使系統內出現較多的水分,導致潤滑油乳化,影響潤滑效果。嚴重者可能會因為冷凝水較多,使油氣桶內的潤滑油因為比重關系全部排入空氣管網中。這不但增加后處理難度,而且會使主機軸承不能及時得到潤滑而燒毀,最終導致主機故障。而高排氣溫度,使壓縮機為考慮膨脹而預留的間隙增大,高泄漏讓壓縮機的效率降低,導致電能消耗依舊,而產氣量卻下降。溫度過高還會使潤滑油在金屬的催化下出現熱分解,產生有害的游離碳和酸類物質,導致積碳淤積,堵塞油路,嚴重者會使主機結焦卡死。盡管螺桿空壓機設計有高溫保護(110℃自動停機),但還是要謹慎對待空壓機長期高溫問題。
       
      螺桿空壓機高溫的原因:
       
        空壓機面板顯示排氣溫度高,需首先確認溫度傳感器是否誤顯示,可用便攜式紅外線測溫儀或熱成像輔助確認,其他原因可大體分為冷卻系統、潤滑系統、設備主機等系統設計幾個部分分別確認。
       
       一、冷卻系統
       
        冷卻系統可考慮的因素有環境因素,室內通風情況,冷卻器堵塞,冷卻水、冷卻風量不足等。
       
       1、環境因素、室內通風情況
       
        因設備運行中會產生大量熱量,此熱量如不及時導出室外,可能在室內造成空氣封閉循環流動,即空壓機換熱排出的熱量會由空壓機進氣口再行吸入,如此惡性循環,設備將持續高溫。根據設置場所的換氣狀態判斷環境溫度超過40℃ 時,有必要進行強制換氣。
       
        室內換氣的注意事項:
       
        ●進、排風口位置
       
        進氣口盡量設在房屋低矮處,并且不易吸入環境粉塵和有害氣體的位置,在多粉塵等惡劣環境下應適當配備進風口過濾裝置。排風口一般設置于屋頂或墻壁的上方,并加設防護設施。
       
        ●排風通道
       
        排風通道流通面積應足夠大;
       
        排風通道盡可能短以降低流阻,根據壓縮機的排風量,計算排風通道的阻力,如果壓力損失超過20Pa時,需設置輔助排風扇;
       
        為方便檢修,采用可拆卸式結構的排風通道,可用帆布或白鐵皮等起連接和平衡作用的風罩,避免過度拉近和振動傳遞??梢园惭b靈活調節的活葉板,在冬季時可以關閉通道避免溫度過低。
       
      2、冷卻器堵塞
       
        冷卻器有風冷板翅式換熱器和水冷殼管式換熱器等,隨使用時間推移,因環境或冷卻水水質等關系,冷卻器會出現堵塞現象,這個可以通過冷卻器入口及出口溫差即可確認。板翅式換熱器是由一張張矩形板片與換熱管組成的換熱管束,對于風冷式換熱器的堵塞可用0.2MPa以上壓縮空氣反復吹掃,嚴重者可整體拆卸清洗。對于水冷管式換熱器,它主要由外部殼體、內部冷卻器兩部分組成,因不同廠家設備可能管程和殼程流經介質不同及現場使用冷卻水質不同,對于管式換熱器的堵塞需要通過不同化學藥劑進行循環清洗。
       
       3、冷卻水、冷卻風量不足
       
        ●冷卻風量不足
       
        查看控制面板風機啟停溫度是否設置合理、冷卻風扇是否及時動作或損壞;吸氣口防風塵網應定期吹掃,防止堵塞;另外排風通道的設計安裝不合理,排風量過小或通道阻力大,都會影響設備的氣量,導致空壓機排氣溫度升高。
       
        ●冷卻水量不足
       
        查看冷卻水水溫高低,水溫高使得冷卻水與潤滑油間的溫度縮小,降低換熱效果;另外,冷卻水量不足,高溫潤滑油的熱量不能及時被循環冷卻水降溫,導致溫度越來越高。通常要求冷卻水回水水壓不低于0.15MPa。
       
        二、潤滑系統
       
        噴油螺桿空壓機不像無油機那樣必須有專門的油泵,螺桿壓縮機潤滑油的循環是借助油分與主機噴油口之間的壓差來維持。
       
       1、潤滑油
       
        潤滑油是螺桿壓縮機中非常重要的工作介質,需具備高氧化性、高閃點、高溫穩定性強;既要具有流阻小,又要具有冷卻、降噪、潤滑、密封功能。
       
        潤滑油循環過程中,由于壓縮機轉速高,油的循環速度快,潤滑油在有銅、鐵等金屬催化劑存在的高溫條件下,油品極易老化,且油品處于高溫攪拌狀態,很容易形成泡沫。如果油位過高(判斷油位,最好在空壓機加載狀態下觀察油位計更為準確),大量泡沫會進入油分,使得氣體通過阻力增大,油耗增加,嚴重者造成高溫、過載噴油等。
       
        潤滑油的性能品質和使用周期對設備穩定可靠運行有決定作用,若使用不當,可導致壓縮機嚴重高溫,甚至主機故障。
       
        潤滑油在保養周期內,隨時間推移會有所損耗,此時因為油氣桶內油量減少,設備運行溫度會有所增高。根據運行油位計指示,達到最低限時,就需要停機補充潤滑油,潤滑油的連續補給,并不會改善其劣化狀態,因此若壓縮機到達油品更換周期,需全部排空更換壓縮機專用潤滑油。壓縮機如在多粉塵及高溫環境下運行,換油周期應視具體情況提前更換(正常工況下換油周期是2000小時的,建議縮短到1000-1500小時;正常工況下換油周期是4000小時的,建議縮短到2000-2500小時;其他換油周期的以此類推)。
       
        在條件許可的情況下,壓縮機潤滑油可以采用定期抽驗的方法,根據油樣結果酌情是否更換。一般壓縮機設備運行一年左右,建議對壓縮機整個油路系統做一次系統在線清洗,有條件的用戶每次換油前做一次系統在線清洗;在線清洗劑類似保健品,它的消費對象是螺桿壓縮機整機養護。隨著螺桿壓縮機的日益普及,由于螺桿壓縮機保養知識的缺乏,處于亞健康的螺桿壓縮機也越來越多,螺桿壓縮機在線積碳清洗劑也就應運而生,在線清洗劑由于其免拆卸、方便使用、提升設備效率等優點,很快被市場接受。但要明確的是:在線積碳清洗劑只有在每次壓縮機換油時,堅持使用才能減少油路結焦積碳幾率。若主機機頭和油路已經嚴重結焦積碳,就必須改用線下清洗(主機、油管、冷卻器拆下來浸泡或外力循環清洗,油氣桶底部膠狀物浸泡刷洗)。
       
      2、溫控閥動作不良
       
        溫控閥作為壓縮機設備潤滑油路的中樞,性能的優劣直接關系著壓縮機的高溫與否。溫控閥主要控制壓縮機的最低噴油溫度,因為較低的噴油溫度會使壓縮機油分內因為壓力露點關系而析出冷凝水,容易產生壓縮機潤滑油乳化現象,縮短潤滑油的使用壽命。當溫控閥感溫探頭測得的油溫低于其動作值時(感溫元件的動作值有55℃和71℃等),則潤滑油從油氣桶經油過濾器直接到主機;當溫控閥感溫探頭測得的油溫高于其動作值時,內部感溫探頭頂針動作,推動閥芯打開閥內旁通,使有流經冷卻器,冷卻后的油經油濾回到主機。
       
       3、油過濾器堵塞
       
        螺桿式壓縮機的油過濾器一般為旋裝式紙質過濾器,過濾精度為12um時有50%的雜質分離率,過濾精度為30um時為99%的雜質分離率,能除去潤滑油中的大部分雜質,保證主機正常潤滑。油濾內底部有止回安全閥,隨使用時間推移,沉積在濾紙上的雜質顆粒會引發壓差增大,當達到一定壓差值時,旁通閥打開,潤滑油不經過過濾即噴入主機,這樣確保主機足夠潤滑。但通過旁通閥進油后,潤滑油中的大量雜質也帶入機頭,如不及時處理,會大大縮短壓縮機包括軸承的使用壽命。
       
       4、高壓膠管和二次回油管路
       
        目前有一大部分螺桿壓縮機使用的循環油管為膠管,隨使用時間延長,膠管長期處于高溫高壓下,可能會出現露點,導致設備高溫報警。更換新油管時要保證不能低于原有管路的油管管徑,否則有可能因流量不足發生開機瞬間高溫,設備停機。
       
        二次回油管位于油氣桶的上部,在油分芯內部的一根銅管,經過回油單向閥與機頭相連。它的作用是把不斷沉積于油分芯底部的潤滑油吸入機頭。如果回油管堵塞,使沉積于油分芯內的潤滑油隨著分離后的壓縮空氣進入后部空氣管道,不但會增加后處理的困難,還會使油耗增加,長此以往設備缺油,高溫報警。
       
      三、設備主機再壓縮及過負荷
       
        壓縮機運行多年后,隨著主機軸承的磨損位移和轉子的機械摩擦,導致轉子的內泄漏越來越嚴重,即前一個壓縮腔壓縮后的高溫油氣混合物泄漏到下一級工作壓縮腔內繼續被壓縮,導致主機排氣溫度居高不下。運行中可以傾聽機頭油污異響,可用紅外測溫儀測量主機各部位溫度,如有異常高溫,需細查。
       
        壓縮機過負荷運行同樣會引起排氣高溫現象發生,檢查壓縮機面板設置的加卸載壓力,有無超出額定壓力的情況,此外容量控制系統不良也會造成壓縮機卸載后不能及時全部關閉進氣閥,導致壓縮機壓力緩慢升高,設備超壓運行。油分芯堵塞時,高壓的油氣混合物停留在油氣桶內,而后部管路中壓力傳感器測到的壓力卻很低,此時壓縮機會根據壓傳給出的信號繼續超負荷加載運行,造成設備高溫。
       
      潤滑油的替換與應用
       
        了解了螺桿壓縮機高溫的原因之后,我們在本文僅探討因潤滑系統原因導致的高溫及改善措施,因此,再了解螺桿壓縮機的各種潤滑油屬性也非常有必要。
       
       1、普通礦物油
       
        工作條件:中等條件,兼容性強。在正常工況下,推薦換油周期2000小時,避免結焦積碳形成,抗磨和腐蝕。
       
       2、優質礦物油
       
        工作條件:苛刻條件,在正常工況下,推薦換油周期3000小時,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-20℃)。
       
      3、加氫裂解礦物油
       
        工作條件:苛刻條件,在正常工況下,推薦換油周期4000小時,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-25℃)。
       
       4、半合成油
       
        工作條件:苛刻條件,在正常工況下,推薦換油周期5000小時,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-36℃)。
       
       5、合成烴油(PAO)
       
        極佳的分水性,低揮發,可降解,兼容性強,聚乙二醇(聚醚)、硅油除外。在正常工況下,推薦換油周期8000小時,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-40℃)。
       
      6、合成酯油
       
        無殘炭,具備油路清洗功能,可降解,兼容性強,能跟任意礦物油融合,聚乙二醇(聚醚)、硅油除外。在正常工況下,推薦換油周期8000小時,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-40℃)。
       
      7、聚乙二醇(聚醚)油
       
        可降解、無積碳、低揮發等,兼容性差。在正常工況下,推薦換油周期8000小時,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-50℃),專門針對使用聚乙二醇(聚醚聚酯)的螺桿壓縮機主機。
       
       8、合成硅油
       
        十年免更換,適用噴油螺桿,不產生積碳、油泥或碳漆,管路系統不會殘留潤滑油副產物,與各種金屬材料和密封件匹配性好。外觀為無色透明水裝液體,另外,粘度指數極高,容許螺桿壓縮機低溫下啟動(-65℃),專門針對原廠使用硅油的螺桿壓縮機主機。
       
       如何解決壓縮機系統油垢
       
        在壓縮機工作過程中,由于被壓縮的空氣吸收了功,從而引起被壓縮空氣溫度上升,熱量會通過許多途徑從壓縮氣體中傳出,這些途徑包括殼體、潤滑系統、散熱系統等等。壓縮機實際工作中有10%~20%的功轉換成熱能,而這些熱能都被壓縮空氣和潤滑油吸收。
       
        壓縮機排氣溫度越高,油分的使用壽命越短。因為溫度高,會有更多的潤滑油處于氣態,增加油分的工作困難。溫度過高必然降低潤滑油的使用壽命,以及所有密封件及管路的使用壽命。
       
        設備在運行過程中過高的油溫會降低輸氣系數和增加功率消耗,甚至出現軸承散珠事故。溫度過高還會使潤滑油在金屬的催化下出現熱分解,生成對工作有害的游離碳、膠質和水分,日積月累,這些物質若遇瞬間高溫則導致積碳形成,嚴重時導致主機螺桿咬死。
       
        因此,解決壓縮機系統油垢、膠質物或積碳的方法就是清洗。
       
        目前空壓機售后服務單位大多采用在線清洗劑、酸性清洗劑、堿性清洗劑和溶劑型清洗劑,酸性和堿性清洗劑一般稱為水基清洗劑。溶劑型清洗劑和水基型清洗劑各有利弊:
       
        1、在線積碳清洗劑一般選用油性清洗劑。分為兩種,一種是添加劑,可以按比例添加到即將要保養的壓縮機油路隨機運轉,主要分解清理油路系統的輕度油污;一種是清洗油,壓縮機保養前放掉舊油,直接加注該清洗油,待運行30分鐘至2個小時排出,系統加注新油。若系統膠質物或積碳嚴重,建議選用水基清洗劑或溶劑型清洗劑行進拆機浸泡清洗。
       
        2、水基清洗劑是以水為基質的清洗產品,對環境安全。一般推薦循環清洗,浸泡清洗時效果相對緩慢,與以有機溶劑為基質的產品相比有很多優點,例如:價格便宜、使用方便。缺點:需大量用水沖洗,堿性清洗劑與油污發生反應,生成易溶化合物,使油垢溶解,然后用水將其沖洗干凈。清洗時需謹慎觀察,防止造成合金的晶間脫鉻形成點腐蝕。
       
        3、溶劑型清洗劑是以有機溶劑為基質的清洗產品,溶劑型清洗劑大致分兩種:一種是有兩層液體構成,上層為水性防護液覆蓋,下層為強力滲透劑的溶劑型清洗劑;另一種是有強力滲透劑和增效劑精制而成的純溶劑型清洗劑。清洗效果后者較明顯,后者的缺點是沸點低,揮發較快;優點是清洗后不殘留水分,迅速干燥,不需用水清洗。
       
        注意事項:散熱器清洗時內部機油會帶出來很多,所以在清洗好以后重新開機前需添加新的機油來補充管路和換熱器內部的空間,防止開機瞬間因缺油而引起高溫現象。

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