移动螺杆空压机的典型故障及使用维护

黄龙

(攀钢集团矿业有限公司 攀枝花铁矿， 四川 攀枝花市 617063)

0 引言

某大型钒钛磁铁矿，露天开采结束后转入地下采用无底柱分段崩落法开采，井下压气系统采用集中供气方式，尖山采场开采标高为1200 m水平至1300 m水平，采用平硐+斜坡道汽车开拓运输方案，年采出矿石150万t。根据设计规范采用2套互相独立的压气系统，一套用于井下生产供气，主要供给采矿的掘进设备、装药设备及部分喷浆设备使用。由于井下温度低，供风距离短，空压机压缩及使用效率得到提高并且避免了噪音扰民，在1200 m中段利用无轨设备维修间改为空压机压气站。经用气量校核，生产压气系统采用3台移动螺杆空压机，供风主管采用 Ф159 mm×6 mm 无缝钢管相互连通。另一套用于安全避险“六大系统”中的压风自救系统， 新建压气站布置在1312 m无轨斜坡道工业场地内，采用3台螺杆式空压机，2用1备，由于在安全避险情况下才使用，压气站不配置储气罐，在每台空压机出气口后部增加1套压缩空气净化装置，供风主管采用Ф159 mm×5 mm，由压气站接管后通过1312 m～1200 m无轨斜坡道，分3路DN100支管分别进入1300 m中段、1280分段及1200中段，同时在井下设有74套自救装置，确保在紧急情况下保障作业人员的安全。

螺杆空压机在矿山井下开采中的作用，不仅供井下生产用气，同时供安全避险“六大系统”中的压风自救用气。因此，针对常见的螺杆空压机故障，总结检修维护经验，对矿山安全生产具有不可或缺的作用。

1 螺杆空压机工作原理

螺杆空压机主要由主机和辅机2大部分组成，主机包括螺杆空压机主机和电机系统，辅机包括气路调节系统、冷却分离系统、控制电气系统等。

该矿螺杆空压机主机采用2级螺杆方式，具有效率高，节能明显等特点。

在气路调节系统中，空气经进气过滤器滤去尘埃、杂质之后，经过进气控制阀进入空压机的吸气口，并在压缩过程中与喷入的润滑油混合。经压缩后的油气混合物经止逆阀被排入油气分离器中，经一、二次油气分离，再经过最小压力阀、后冷却器和气水分离器后被送入压气系统中，排气量为26.2 m3/min、压力为 0.7 MPa～0.75 MPa，功率为 132 kW。

在冷却分离系统中，当空压机正常运转时，油气分离桶中的润滑油依靠空压机的排气压力和喷油口处的压差维持其在回路中的流动。润滑油在此压差的作用下，经过温控阀进入油冷却器，再经过油过滤器除去杂质微粒后，通过断油电磁阀，润滑油被喷入空压机主机，起到润滑、密封、冷却和降噪的作用。

2 典型故障及检修维护

2.1 排气温度高故障及检修维护

检修前先确认压气站室内温度是否在许可范围内，通风条件是否良好，同时空压机油位是否在正常状态。首先确认螺杆空压机温度传感器及智能控制系统是否有故障，检查时可以用另外的测温仪器进行校对。如果确认温度传感器及智能控制系统无问题，进一步检查油冷却器进出口的温差，正常温差应该在5℃～10℃之间。温差如果大于此范围，说明空压机油流量不足，油路存在堵塞情况或温控阀失效未完全开启。检查机油滤清器及温控阀是否正常，可以取下阀芯，封闭温控阀的一端，强迫空压机油全部通过冷却器，如果温度仍然较高，就有可能是油路存在异物堵塞的情况。

如果冷却器温差小于正常范围，证明是冷却器散热不良，检查散热器是否结垢，散热风扇是否异常导致风量不足，散热器内部是否存在较多油垢，一般清洗可以解决故障，清洗后也容易发现冷却器渗油情况。

如果冷却器温差在正常范围，空压机排气温度依然偏高，说明空压机机头的发热量较大，超出正常范围，应检查空压机是否存在超压运行，空压机油是否满足技术要求，油质是否老化变质，空压机主轴轴承运行是否正常，甚至是否存在端面摩擦现象。螺杆空压机采用冷却润滑油密闭循环，如果长时间处于高温下运行，会出现不同程度的积碳、积垢现象，导致电磁阀及温控阀等失效。使用中要加强油路系统的日常保养及点检，及时更换或添加空压机油、更换空气滤芯及油过滤器等。更换空压机油时要等空压机运行刚结束油还是热的时候更换才能取得比较好的效果。在点检工作中要关注油温和油位的变化，特别是冷却器进出口油温的变化，同时要定期检查油位，如油不足时应及时进行添加，如加油周期频繁，经常出现油不足的现象，就有可能是管路存在泄漏或油分离器滤芯损坏造成随风带油现象。

2.2 主轴烧损故障及检修维护

主轴烧损是螺杆空压机比较严重的故障，处理不正确很可能导致空压机内部结构严重受损，甚至造成螺杆空压机主机报废。主轴烧损主要由以下几方面原因造成。

（1）转子异常位移是造成空压机主轴烧损的主要原因，一方面由于转子长期运行产生磨损导致螺杆空压机运转不平衡卡死。另一方面由于螺杆空压机长期运行或轴承安装不当，导致主轴两端向心轴承间隙逐渐扩大，从而使主轴产生轴向或横向窜动，尤其是阳转子运转间隙过大时，容易导致异常窜动发生，如果不能及时发现会导致主轴烧损。

（2）空压机油质量不合格也会导致螺杆式空压机主轴烧损，空压机油对于螺杆式空压机运行主要起冷却和润滑作用，一旦空压机油出现质量问题就会造成螺杆空压机长期运行后机体中残存的杂质增多，严重影响螺杆空压机的正常运行。

（3）异物进入螺杆空压机机体也会导致机体磨损加剧从而导致主轴烧损。

针对螺杆空压机主轴烧损的以上原因，必须加强空压机运行的日常管理，建立定期的维修保养机制和相应的维修技术标准，做好日常点检工作，及时对主轴及轴承进行维修保养。定期更换易损件，如空气滤芯、油滤芯等。加强润滑油质量的检查，如不足及时补充。改善空压机在井下工作环境中的空气质量，加强井下通风作业，如遇井下附近有爆破作业时必须停止空压机，待炮烟排净后才能再次运行。

2.3 不加载故障及检修维护

螺杆空压机在作业中或启动时出现不加载或自动停机加载时间短建立不了额定压力的现象，主要有以下原因：

（1）管路上气压超过控制器设定的额定负荷压力，导致压力调节器断开。

（2）最小压力阀失效，加载时无动作导致高温压缩空气无法进入冷却器。

（3）油分离器与卸荷阀间的控制管路上存在泄漏。

若管路上气压超过额定负荷压力，首先检查空压机额定压力设定是否正确，也可进行手工调节来排除智能控制器的故障，当管路上的压力低于额定负荷压力时，空压机会自动加载；若最小压力阀失效，拆下检查或替换进行检查，如无法修理必要时进行更换；如果分离器与卸荷阀间的控制管路上存在泄漏，应检查管路及连接处，及时进行修补。

3 结论

结合尖山采场日常使用、检修维护、管理等实践经验，对移动螺杆空压机常见故障排除进行认真总结归纳，螺杆空压机排气温度高、主轴烧损、不加载是地下开采压气系统常见故障。加强日常运行维护及设备点检工作，做好常规耗件的储备及修旧利废，可降低维护成本和维修强度，延长螺杆空压机的无故障运行时间，大大提高设备运行的可靠性，确保地下开采生产的正常进行。