空气压缩机故障分析及维护管理

张志方+单剑+江峰

摘 要：该船所用的空压机为WP220、WP270型单作用两级空气压缩机，它将一定容量的空气，压缩其体积，升高其压力，用来做功或充填容器。空气压缩机是船舶使用方便、应用广泛的辅助设备，对于动力系统来说又是一种比较依赖的一种设备，空压机发生故障后，将影响船舶动力的控制系统，威胁船舶的航行安全。结合空气压缩机的工作原理、结构特点等，合理地使用与管理，减少故障的发生，加强对空气压缩机的运行管理，将为该船提供有力的气源保障，保障船舶动力系统的安全运行。该文着重对空压机的常见故障及维护管理进行分析。

关键词：空气压缩机 常见故障 维护管理

中图分类号：U67 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（c）-0050-02

用来把空气进行压缩而获得高压空气的机器，称为空气压缩机。空气压缩机是一种用以制造压缩空气的机械，它能将一定容量的空气进行压缩，体积变小，压力升高。压缩空气对船舶来说是一种使用安全，用管道输送方便的动力源。在船上应用极为广泛，如：某船上使用的WP270型空气压缩机主要为船舶主、副柴油机的启动，中央冷却器、分油机的自控气动调节，气笛鸣响，海底门吹洗，日用水柜、焚烧炉、伙房等提供必不可少的气力源。

1 WP270型空气压缩机工作原理

WP270型空气压缩机是由电动机经弹性连轴器直接带动的。当曲轴转动时，级差式活塞由装在曲轴上的连杆带动在气缸中做往复直线运动，将空气压缩到终了压力30个大气压；当活塞从上死点到下死点运动时，空气在湿式过滤器中过滤，经一级组合阀吸气部分进入一级气缸，当活塞从下死点向上死点运动时，一级气缸内的气体被压缩到一定的压力，经一级组合阀排气部分排到水冷气缸头的接收空间，然后通过胀接在气缸内的冷却器管——管内插有螺旋片，经冷却后，进入曲轴箱上的油水分离器分离。然后空气经二级组合阀的吸气部分进入二级气缸，被压缩到额定排气压力后经二级组合阀的排气部分排出。排出的气体经二级冷却器冷却，并经二级分离器进行油水分离后，压缩空气被送入大气瓶。

该机带有齿轮油泵，使运动机构得到压力润滑。二级气缸飞溅润滑，一级气缸借助注油泵进行润滑。

该机带有自动控制系统。控制内容有：水压控制，水温度控制，油压控制及保护电动机的电流过载控制。以上四项（水压、水温、油压、电流过载）超过规定范围，均可自动停车。开停车可以手动，也可以自动。在使用自动开停车时，油水分离器可在每次停车时，自动排放冷凝液。

2 空压机工作中常见的故障及其排除

2.1 一级安全阀开启（一级压力过高）

（1）主要原因。

①二级进气阀泄漏。吸进一级压缩腔的部分空气倒流，从而使一级压力增高。

②一级压缩腔和二级压缩腔之间的 “O”型密封圈损坏，从而使压缩空气从二级流回一级。

③二级组合阀的密封圈损坏，使压缩空气从二级压缩倒流入一级压缩腔。

（3）排除方法。

①检查二级气阀。注意不要把一级安全阀的压力调得太高。

②更换“O”型圈。

③更换密封圈。

2.2 功耗大（一级压力过低）

（1）主要原因。

①一级排气阀泄漏。在压缩过程中压入中间冷却器的部分空气在吸气过程中又回到气缸，导致吸气量下降。

②一级吸气阀泄漏。吸进压缩腔的部分空气在压缩过程中又被压出气缸流入大气。

排除方法：检查一级气阀。

2.3 空气进入循环冷却水

主要原因：如果通过冷却水监测镜发现冷却水中有大量气泡存在，很可能是气缸中冷却水管的“O”型密封圈坏了。空气进入冷却水看似简单故障，但是不加重视，就有可能引起润滑不良，造成重大故障。空气进入冷却水的主要原因是，如果通过冷却水观测镜发现冷却水中有大量气泡存在，很可能是冷却水管的“O”形密封圈损坏。

排除方法：打开气缸盖更换“O”型圈。

2.4 水温异常

主要原因：水温异常现象常为随气压升高，水温急剧上升，出水管路、气缸盖、缸体、水道等处发烫，严重时造成气缸损毁、曲轴活塞抱死。造成水温异常的主要原因有：水压低、水道不畅通；气缸内冷却室有泥沙、脏物淤积等。

排除方法：清除泥沙、脏物，调整冷却水压力（不低于1 kg高于2.5 kg）。

3 空气压缩机的管理和维护

空气压缩机排量的提高，工作效率也随之提高，为了使其空气压缩机工作的稳定性、安全性，增长使用寿命，作为使用者必须加强管理，使空气压缩机发挥出最佳的工作效率。应着手于以下几个方面进行使用。

3.1 启动前的检查

启动前必须认真仔细的检查曲轴箱内油位。油位不得超过油标尺上线，也不得低于油标尺下线。冷却水接通，必须保证冷却水的畅通。空气压缩机的外部是否正常，移去妨碍空气压缩机工作的物件，接通空气系统。具备启动条件以后，使其投入工作。

3.2 保持空气压缩机的工作参数

（1）空压机滑油压力应保持在0.24～0.36 MPa之间。平时检查曲轴箱内油位时。油位不得超过油表尺上线，也不得低于油标尺下线。

（2）大气瓶压力为3 MPa时，WP270的一级排气压力应为0.55～0.65 MPa，如果超过该值一级安全阀开启，同時应检查二级气阀。如果压力表值太低，则应检查一级气阀，但在任何情况下都不得任意调节安全阀。

（3）二级排气温度不超过120 ℃。

（4）冷却水的温度不应超过60 ℃。

（5）电动机带动曲轴额定转速为970转/min。

3.3 监听声音

空气压缩机运行后，直接听声音辨别是否有不正常的震动或异常响声，有无摩擦情况，可借助听棒倾听气阀的声音判断工作情况。严密注意空气压缩机各部件的温度是否正常。

3.4 空气压缩机气缸及管道的密封性

我们知道气缸泄漏及管路不严密对排量的影响比较大，因此，在管理中要定期检查，保持密封性，随时发现随时解决。吸、排气阀的密封，可根据各级排气压力来判断泄漏情况；一级排气压力高，二级吸气阀泄漏；一级排气压力低，一级吸气阀泄漏、活塞环损坏、吸气过滤器堵塞或管路上泄漏等。视情况进行排出，保证压缩机的正常工作。

3.5 维护保养

定期或不定期进行空气压缩机维护保养。定期：利用每周设备加电时间维护保养；不定期：就是利用工作间隙进行维护。

第一次换油应在运转50 h后，然后每运转800 h换一次油，同时，应检查一、二级组合阀的阀片和弹簧有无脏污和损坏。将每个阀的阀片和弹簧在煤油中充分浸泡后，可避免损坏。在清洗时应注意不损坏零件。特别是不损坏阀座和阀片的密封。已损坏的零件应及时更换，在组装时应特别仔细。组装完后应用一圆销检查阀片由于弹簧的作用能否运动自如。

每充满一瓶气应将分离器内的冷凝水放掉。在机器准备了自动开停车装置时，机器每次停车时，分离器自动排放冷凝水。应定时检查曲轴箱上的通气阀。

参考文献

[1] 孙培廷.船舶柴油机[M].大连：大连海事大学出版社，2002：78-90.

[2] WP60型空气压缩机说明书.南京压缩机股份有限公司[Z].2014：11-15.

[3] 王锋.几种空压机常见故障处理[J].设备管理与维修，2013（11）：14-16.