LU90-8 型螺杆式空气压缩机常见故障分析与处理

张建光 赵志伟 陈天华

（长庆油田采气一厂第五净化厂，内蒙古 鄂尔多斯 017000）

一、概述

在石油及天然气的储存和运输过程中，广泛的使用各种管输流体机械，用来增加流体的能量、克服流体的阻力，达到沿管路运送的目的。压缩机是最常见的流体机械。输送流体介质并提高其动能的机械称为压缩机。

二、工作原理及主要流程

（一）工作原理

LU90-8 型螺杆式空气压缩机是喷油单级螺杆压缩机，采用联轴器直接传动，带动主机转动，通过容积缩小进行气体压缩，主机排出的空气+油混合气体经过油精分离器，将压缩空气中的油分离出来，再经过气水分离器将水分分离出来，最后得到洁净的压缩空气。

该空压机是容积式压缩机的一种，空气的压缩是靠装置于主机内相互平行啮合的阴阳转子的齿槽之容积变化而达到，转子副在与它精密配合的机壳内转动使转子齿槽之间的气体不断地产生周期性的容积变化而沿着转子轴线由吸入侧推向排出，完成吸入、压缩、排气三个工作过程。

（二）空气流程

空气→空气过滤器→减荷阀→主机→油气分离器→最小压力阀→冷却器→气水分离器→出口（供气）

气水分离器分离出来的冷凝水经过自动排污电磁阀排放掉。

（三）润滑油流程

润滑油→分离油罐→温控阀→冷却器（或旁通）→油过滤器→主机。

空气+油混合气体在分离油罐内经过改变方向、旋转，大部分的油被分离出来，剩余的小部分油再经过油精分离器被分离出来，这部分油被插入油精分离器内的管子抽出，经节流单向阀流入主机的低压部分，节流单向阀的节流作用是使被分离出来的油全部被及时抽走，而又不放走太多的压缩空气，如果节流孔被堵，油精分离器内将积满油，会严重影响分离效果；节流单向阀的另一个作用是防止停机时，主机内的润滑油倒流入油精分离器内。

分离油罐内的热油流入温控阀，温控阀根据流入油的温度控制流到冷却器和旁通油量的比例，以控制排气温度不至于过低，过低的排气温度会使空气中的水分在分离油罐内析出，并使油乳化而不能继续使用，最后油经过油过滤器后喷入主机。

润滑油循环由分离油罐与主机低压腔之间的压差维持，为了在机器运行过程中保持油的循环，必须保证分离油罐内始终有0.2-0.3MPa 的压力，最小压力阀就是起到这一作用的。

三、常见故障分析

（一）主机排气温度过高原因分析

风冷型空压机主机排气温度过高是困扰其正常运行的重要因素，正常情况下，空压机的吸气温度≤40℃时，排气温度≤100℃。如果排气温度过高，润滑油会出现积炭、积垢、酸化等变质现象，造成许多元件损坏，甚至烧毁主机。空压机都设计有超高温保护功能，一旦排气温度超过设定值时（110℃），空压机就会自动切断电动机电源，使其紧急停机。排气温度超高的原因有以下几种可能：

1.系统缺油或供油不足。系统缺油或供油不足会使主机迅速升温，造成排气温度过高，严重时使主机抱死烧毁。

2.冷却器积灰。风冷型螺杆式空压机主要靠冷却器散热，冷却器表面积灰会影响散热效果，造成空压机排气温度过高。

3.温控阀工作失灵或磨损。温控阀安装于冷却器前方，其功能是维持排气温度于压力露点以上，当温度较低时，温控阀支路开启，主回路关闭，润滑油不经冷却器直接进入主机，待温度升高时，温控阀动作，部分润滑油经过冷却器冷却后再进入主机，当温度升高到70℃以上时，润滑油则全部经过冷却器冷却再进入主机。温控阀出现故障，使润滑油无法经过冷却器进行冷却，从而油温不断升高，造成排气温度过高。其失灵的主要原因，一是阀芯上的热敏弹簧疲劳后弹性系数改变，不能随温度变化而正常动作；二是阀体磨损，阀芯卡死或动作不到位等。

4.润滑油品质差。螺杆式空压机对润滑油要求严格，劣质的润滑油会产生积炭或乳化、堵塞油路、阀类动作失灵，造成空压机排气温度过高，甚至造成整个系统瘫痪。

（二）停机后空气过滤器吐油故障原因分析

过滤器吐油会造成滤芯污染、堵塞，降低滤芯的使用寿命，其主要原因是减荷阀动作不灵活造成。减荷阀靠活塞运动控制主机进气，密封要求严格。

（三）排气中含油量大、且耗油量大原因分析

空压机排气中含油量大，造成耗油量大，是空压机运行耗油的主要原因有：

1.润滑油油位过高。

2.回油管堵塞。

3.回油单向阀失控导致机组停机后油倒流回油精分离器，再次启动就会造成跑油。

4.油精分离器滤芯损坏、破裂。

5.使用油品的型号不正确，产生过多泡沫；油变质或超期使用。

（四）排气量不足和排气压力升不起原因分析

造成排气量不足和排气压力升不起的原因有两方面：

一是空压机本身故障原因。首先检查空气过滤器是否堵塞，其影响着主机的进气量；

二是检查减荷阀运行情况，减荷阀卡死或动作不灵活也将影响主机进气量，造成排气量不足和排气压力升不起；

三是下游用气量超过空压机额定排气量。

（五）空气压缩机轴承监测后轴承温度正常，前轴承温度超温停机原因分析；

空气压缩机后轴承是受力做功部位，一般轴承监测到的温度要比后轴承温度要高；而空气压缩机运行过程中出现后轴承温度正常，前轴承温度超温停机；造成的原因有两种：

一是空气压缩机轴承温度监测电子元件老化、损坏问题；

二是空气压缩机轴承温度监测电子元件连接线路受电源线缆电磁的干扰造成监测数据出错；

三是空气压缩机轴承长期运行维护不到位，造成轴承磨损。

四、故障处理措施

（一）主机排气温度过高故障

1.系统缺油或供油不足应在空压机运行状态下观察，润滑油油面低于最低油位应及时补充润滑油；供油不足主要检查油过滤器、油精分离器是否堵塞，两部位均设有压差发讯器，堵塞信息会在NEZA 显示屏上有报警提示。工作环境较差，粉尘较多时，应缩短油过滤器、油精分离器的更换周期。

2.冷却器积灰应根据工作环境定期清理冷却器积灰，主要是换热翅片间的积灰，同时加强进风口滤网的清理，风沙较大时间及时关闭好门窗。

3.温控阀出现故障，首先判断温控阀失灵的主要原因，如果是阀芯上的热敏弹簧疲劳后弹性系数改变，不能随温度变化而正常动作，需及时检查修复阀芯上的热敏弹簧运行正常；若是阀体磨损，阀芯卡死或动作不到位，需要将温控阀及时更换。

4.针对润滑油品质差。螺杆式空压润滑油必须使用合格的螺杆压缩机专用油，同时还要满足润滑油有高的抗氧化稳定性能；高的高温稳定性能；减少沉积油泥形成；减低起泡倾向，有利于分离；有高的自燃点及闪点，不易着火，闪点应大于200℃；倾点必须低于最低使用环境温度5℃以下；有很好的抗腐蚀性能；使用寿命长。

（二）停机后空气过滤器吐油故障

空气过滤器吐油故障主要是减荷阀问题，减荷阀必须定期进行保养，以维持良好的工作状态，保养时，需将零件拆下，检查各磨擦表面的磨损情况，特别需注意检查橡胶密封圈表面，有损坏或裂缝则须更换新件，在重新安装时，各零件应清洗干净，金属零件的磨擦表面应涂上润滑油。

（三）排气中含油量大、且耗油量大故障

空压机运行耗油的主要处理措施有：

1.空压机运行润滑油油位应保证在正常范围内。

2.回油管堵塞不畅需及时清理或更换回油管。

3.回油单向阀失控导致机组停机后油倒流回油精分离器，再次启动就会造成跑油。更换回油单向阀。

4.油精分离器滤芯应按期进行更换。

5.使用合格的专用润滑油，使用正确型号润滑油；油变质或超期使用需按期进行更换。

（四）排气量不足和排气压力升不起故障

1.空压机本身原因造成排气量不足和排气压力升不起。首先检查空气过滤器是否堵塞，其影响着主机的进气量，应根据使用环境和使用时间定期清理或更换空气过滤器滤芯；

2.检查减荷阀是否动作，减荷阀卡死或动作不灵活也将影响主机进气量，造成排气是量不足和排气压力升不起，要定期对减荷阀进行保养；

3.下游设备用气量超过空压机额定排气量造成排气量不足和排气压力升不起，需调整优化下游设备用气量，或者重新评估下游工艺用气量进行扩建。

（五）空气压缩机轴承温度超温、故障停机

空气压缩机后轴承是受力做功部位，轴承温度监测是螺杆压缩机重要参数，轴承运行好坏影响空气压缩机平稳运行，轴承故障分析处置尤为重要，如果是空气压缩机轴承温度监测电子元件问题，应该定期检查，及时更换监测电子元件；若是空气压缩机轴承温度监测电子元件连接线路受电磁的干扰造成；在空气压缩机安装施工时要考虑电磁的干扰，可以采取使用带有屏蔽层电源线缆，同时做好轴承温度监测电子元件及设备接地连接线路，消除电源线缆电磁的干扰产生的静电。空气压缩机轴承长期运行维护不到位轴承磨损，需要按照设备管理制度定期保养维护，加强设备巡检，发现异常及时维修更换。

五、总结

LU90-180 系列风冷型螺杆式空气压缩机具有优越而可靠的性能、振动小、噪音低、效率高、且运行管理费用较低等优点，在各领域得到了越来越广泛的应用，熟悉掌握其工作原理以及常见故障的处理方法，将保证螺杆压缩机安全、高效地运行。