水冷型氯乙烯螺杆压缩机运行异常判断与处理

孙红军，杜超超

（陕煤集团榆林化学有限责任公司，陕西榆林 719000）

0 引言

在工业生产中，螺杆压缩机因其操作方便、工况适应性强、对湿行程不敏感、耐液击等原因而被广泛使用。但随着螺杆压缩机的广泛应用，螺杆压缩机运行时表现出的各种设备故障与异常，成为行业设备管理人员关注的焦点。根据自身管理经验，总结螺杆机运行中的异常现象，给出这些异常的原因及处理措施。

1 螺杆压缩机的结构与运行机理

气缸内装有一对互相啮合且转向相反的阴阳转子，阴阳转子之间、机壳与转子之间的间隙仅为50～100 μm。主转子由发动机或电机驱动，阴转子由主转子通过喷油形成的油膜驱动，或由主转子端和阴转子端的同步齿轮驱动。转子的长度和直径决定压缩机排气量（流量）和排气压力，转子越长，压力越高；转子间隙越大，流量越大[1]。

吸气、压缩、排气过程：①转子凹槽经过吸气口时充满气体；②当转子旋转至转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室；③当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室；④当转子旋转压缩油气混合物时，腔室容积减小；⑤当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出。

转子由轴承支撑，轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承，排气端由一对止推轴承支撑以消除径向载荷，并提供必须的轴向运行间隙。

2 螺杆压缩机常见异常现象分析与处理措施

2.1 压缩机不能启动

当压缩机经过大修或者系统停机后，在启动压缩机时发现压缩机不能启动的原因主要有以下方面：

（1）高、低压电源存在异常。联系作业人员通过控制机柜电源指示灯可以迅速判断出高、低压电源是否正常送电。若指示灯存在异常指示，则根据相应的异常信号进行解决。

（2）检查压缩机控制机柜故障灯是否闪烁，或者机柜屏幕是否有故障显示。压缩机机柜故障灯亮起通常有2种情况：①正常生产过程中因油气过滤器、油气分离器、空气分离器、电机、润滑油、电动调节阀等部件使用时间超过机柜设置时间，或者部件前后压差超过设定值时，机柜运行报警甚至跳机连锁，从而导致故障灯亮起；②高低压电配电柜进行过检修，或者机柜升级导致来自于高低压电缆接线错序，此时根据机柜错误编码代号对应消除即可。对于第1种情况，当管理人员现场将机柜显示的对应异常消除后，PLC机柜报警或者跳机联锁故障信号不会自动消除，此时压缩机无法正常启动。实践发现，消除不同型号、不同厂家压缩机机柜故障信号方法会有差异，但同厂家同系列螺杆压缩机消除方法基本一致。

（3）进气温度过低导致机组低温保护无法启动。出现此异常最根本的原因，是外界温度骤降引起介质温度下降。排除此异常步骤：①检查碱洗系统塔顶气体排出温度是否正常，在冬季室外温度降低，目前行业又都在控制碱液单耗从而增加进塔水量；②检查机前冷却器和机前除雾器的出口温度，若存在异常应该及时调整机前冷却器冷却水用量；③检查压缩机组介质进口温度。建议冬季时适当提高碱洗和机前进气温度，使温度控制在指标的上限。为不影响生产，可以短时间在机前管线放净或者机组的分水器前，用蒸汽稍微加热提高温度。

2.2 压力不能建立

针对压缩机启动后压力建立不起来，导致机组联锁跳机的故障，可以从以下方面进行解决：

（1）检查压缩机油气筒泄压阀状态，保证机组运行时该泄压阀处于关闭状态。

（2）检查压缩机进气量是否满足压缩机运行最低气量要求。导致压缩机进气量不足的原因有：①来自于合成系统的工艺气体流量过低，此种情况一般是因为刚开车时压缩机启动台数太多，或者前系统故障跳车或降量后没有及时停压缩机，或进气滤芯堵塞、工艺管线漏气引起；②压缩机启动后没有及时打开进气阀门。

（3）检查压缩机油气通最小压力阀是否正常。一般的机组在油气筒气体出口会设置最小压力阀，当最小压力阀没有达到开启压力而打开时，油气筒压力建立不起来，整个压缩机机组压力也无法建立。

2.3 压缩机机组排气量不足

当运行人员发现压缩机机组排气量不足时，应该从以下方面着手解决：

（1）检查此时工艺要求用气量是否已经超过压缩机机组额定排气量，若超过了额定用气量则应该考虑压缩机扩容问题。

（2）机组系统漏气与否，消除这些泄漏点。

（3）检查机组进气过滤器滤芯是否堵塞，若是这种原因导致的进气不足，可以根据进气滤芯前后压差加以判断。

（4）查看进气阀和排气阀是否完全打开，一般情况下机组排气阀门应该全部打开，但是进气阀门应该根据机组负荷调节合适的开度。

2.4 系统排气温度异常

当发现系统排气温度异常时，需要检查的有：

（1）油气筒内润滑油是否足够，这是导致压缩机排气温度异常的主要原因。压缩机机组出厂时，厂家都会根据机组转子结构在油气筒上设置油位指示器，常见的油位指示器有连通管式、高低位油窗、液位计等，作为运行人员应定期检查油气筒润滑油液位。

（2）检查机组通风条件和环境温度。对于运转设备而言，良好的机组通风条件和环境温度至关重要。

（3）检查油气冷却器冷却水量是否满足要求。一般运行期间的机组其冷却水量必须处于合理的流量范围，过小的冷却水流量会导致机组内大量的润滑油和部分氯乙烯介质得不到冷却。

（4）在确保油气冷却器通畅的情况下检查温控阀是否正常。2017年，曾因厂家设备改型后温控阀阀芯没有及时换型，导致机组温度过高引起的跳车事故。因此在检查温控阀时，除了检查阀芯完整外，还应该测试在排气温度指标范围内，温控阀阀芯是否能根据温度变化而伸缩，来决定是否更换温控阀阀芯。

（5）根据PLC机柜油气过滤器压差来检查油过滤器堵塞情况，若压差太大则更换油气过滤器即可。

（6）检查压缩机进排气量。当压缩机进气量超过设计负荷时，此时油气冷却器冷却水量及时开到最大也无法对机组内的润滑油进行冷却，此时需要降低压缩机的进气量。

2.5 停机后进气过滤器吐油

压缩机停机后发现进气过滤器吐油，则应该在确保机组内压力泄放的情况下检查油停止阀是否关闭，若油停止阀不能关闭则应该拆机检查油停止阀弹簧是否完好，其他部件是否正常可用。

2.6 排出气体含油量大且耗油量大

当发现机组排出氯乙烯气体含油量大且耗油量大时，应该从以下方面考虑：

（1）检查润滑油油位是否正常。当压缩机系统内润滑油油位过高，甚至超过油气筒内油气分离器地面时，排出的压缩介质会携带大量的润滑油，此时停机将多余的润滑油排出回收即可。

（2）停机检查压缩机回油管是否堵塞，若堵塞清通即可。

（3）检查并更换油气分离器。判断排出气体含油量大且耗油量大，是否是油气分离器破损导致，可以结合机后分油器和油气分离器压差来综合判断，当油气分离器的压差过小甚至没有压差，或者机后分油器排净中有大量油份时，应该停机检查该油气分离器。

2.7 油气筒润滑油消耗大

根据管理经验，油气筒润滑油消耗大的原因主要有油气分离器损坏、油停止阀不能关闭、润滑油变质、排气温度异常等原因。在排除此类故障时，首先根据机后分油器排净和油气分离器压差来判断出油气分离器是否完好，当油气分离器压差在正常的区间内并且机后分油器排净无润滑油时，需要检查排气温度，因为过高的排气温度会加快润滑油的消耗和氧化。此时也需要结合油耗变大的程度来决定。长周期运行的设备若在运行期间油耗变大，基本不存在油停止阀导致的油耗问题。

2.8 压缩机喘振严重

压缩机喘振主要是由于压缩机进气量不足引起，但引起压缩机进气量不足的原因往往是多方面的，需要综合考虑。从排除的难易程度和引起故障可能性大小来考虑，首先检查前系统工艺气体流量，紧接着检查进气过滤系统，最后检查系统密封性。此异常和引起压缩机压力建立不起来类似，可以类比解决。

2.9 压缩机机头振动大

相较于活塞压缩机依靠气阀的吸排气和气缸与活塞的间隙周期变化来实现气体的压缩排出，螺杆压缩机运行机理的优越性使得其在正常运行期间振动相对较小。因此，设备运行与管理人员更应该关注压缩机，尤其是机头转子的振动。对于非原动机或电机引起的原因，即压缩机本体造成的振动时，喷油压力是一个判断的分界线：①当喷油压力正常时，需要考虑的是轴承和轴承保持架引起的故障；②当喷油压力低于指标时，考虑进气量、润滑油量、油气过滤器堵塞、油气冷却器堵塞等问题。前述中已经将进气量、润滑油量、油气过滤器堵塞、油气冷却器堵塞等问题的判断与消除加以说明，这里不再赘述。

这里需要明确一个事实，若因轴承保持架或轴承损坏引起的机头振动，则这种振动不可逆，而且在机组运行时伴有异常声音。若发现此情况，必须立刻停机检查。

3 结语

做好设备定期维护与保养，及时高效处理异常，针对性强的预防措施对设备管理工作尤为重要。