喷油螺杆式空气压缩机常见故障分析与排除

杨 超

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司能源动力厂，山东济南 250100）

0 引言

喷油螺杆式空气压缩机作为生产系统中供应气源的重点设备，具有操作便捷、维修方便、振幅低、噪声小、效率高以及故障率低等特点。如果喷油螺杆式空气压缩机出现故障，会直接影响整个供气系统，进而对后续生产造成很大的影响，带来的损失将不可估量。

1 喷油螺杆式空气压缩机机体结构

喷油螺杆式空气压缩机主要由主机和辅机构成，主机主要包括空气压缩机和主电机，辅机主要包括排气系统、喷油及油气分离系统、冷却系统、控制系统和电气系统等。

此类型的压缩机为双轴容积式回转型，其进气口位于机壳的上侧，而排气口位于下侧。一对高精度的主（阳）、副（阴）转子，水平且平行安装于机壳的内部，其转子的两端均由轴承支承定位，主转子有5 个形齿且直径大，副转子有6 个形齿且直径小，齿形均为螺旋形状。空气压缩机和主电机之间使用梅花形弹性联轴器连接传动。

电机经联轴器、高精度增速齿轮带动主转子转动，主转子带动副转子转动，主、副转子的齿形相互啮合。冷却润滑油由压缩机机壳的下侧经由喷嘴喷入转子间的啮合部位，并与空气充分混合，从而带走因油气压缩而产生的热量，进而起到冷却的效果。同时，产生油膜，防止主、副转子直接接触产生磨损以及减少因高速压缩所产生的噪音。

2 喷油螺杆式空气压缩机工作原理

此类型压缩机的工作循环共分为4 个部分，分别为吸气过程、封闭和运输过程、压缩和喷油过程以及排气过程。其工作原理是通过主、副转子在机壳内作回转运动来改变压缩腔内的工作容积，从而使气体体积逐渐压缩缩小，逐步提高压缩气体压力的过程。

2.1 吸气

在主转子转动时，带动副转子一起转动。当主、副转子的齿沟空间转至进气侧壁开口时，其空间达到最大。此时，主、副转子的齿沟空间与进气口自由空气相连，外界的空气被吸入在由主、副转子以及壳体所形成的封闭腔内。当空气充满整个齿沟时，转子的进气侧面端面就转离了机壳的进气口，在齿沟间的空气就会被封闭，称为吸气（图1）。

图1 吸气

2.2 封闭和运输

当主、副转子完成吸气时，两个转子的齿峰会与机壳形成一个封闭的空间。此时，空气封闭在齿沟内不再外流，称为封闭。这时主、副转子继续转动，其齿峰与齿沟在吸气侧进行啮合，形成的啮合面逐渐向排气侧移动，称为运输。

2.3 压缩和喷油

在气体输送的过程中，啮合面会向排气侧逐渐移动，主、副转子的齿间封闭容积会逐渐减小，齿沟内的气体被逐渐压缩，压力也逐渐升高，称为压缩。在压缩的同时，润滑油会因压力差的作用直接喷入压缩室内与空气充分混合。

2.4 排气

当主、副转子间的封闭容积转到机壳排气口时，此时的压缩气体压力达到峰值，被压缩的气体就会开始逐渐排出，直到两转子的齿间容积为零时（即压缩气体完全排出），称为排气（图2）。同时，主、副转子的另一对齿已转至进气端，形成最大空间，开始吸气过程，由此开始下一个新的压缩循环。

图2 排气

3 喷油螺杆式空气压缩机的故障分析与排除措施

3.1 压缩机无法启动、电气故障灯亮

压缩机的主要作用是对空气进行连续压缩，以此来实现对后续生产系统的连续稳定供气。如果压缩机无法启动，就会严重影响后续工艺生产。其中，常见的故障原因为保险丝烧损、保护继电器故障、启动继电器接通故障、起动按钮损坏或接线松动、启动电压较低、电动机故障、压缩机的机体故障、欠相保护继电器动作等。可以通过及时检查保险丝、保护继电器、启动继电器、起动按钮、供电线路系统、压缩机机体、电源线及接点等措施进行故障排除，并视损坏情况进行检修和更换。

3.2 压缩机运转电流低

压缩机运转电流低于正常值，会导致压缩机自行停机，这时应及时启动备用机，待运转正常后，再进行故障原因查找和处理。其中，常见的故障原因有空气滤芯堵塞、进气阀动作不良、蝶型阀卡住不动作、容调阀调整不当、压力设定不当等。可以通过及时检查空气滤芯、进气阀、蝶形阀、容调阀等措施进行排除，并视情况进行检修、调整、重设和更换。

3.3 压缩机在运转电流高的情况下自行停机

压缩机在运转电流高的情况下，电气故障指示灯亮起，也会导致压缩机自行停机。其中，常见的故障原因为电压过低、排气压力过高、润滑油规格型号不正确、油细分离器堵塞、润滑油油压偏高、压缩机机体故障或者电路各接点接触不良等。可以通过及时检查供电线路系统、压力表、压力开关、油号、油细分离器、压缩机机体等措施进行排除，并视损坏情况进行检修、调整和更换。

3.4 压缩机排气温度低

一般情况下压缩机排气温度的正常值为70 ℃，低于70 ℃会出现供气不畅、影响后续生产。其中，常见的故障原因有冷却水水量过大、机房内环境温度偏低、排气温度表显示不准确、热控制阀出现故障等。可以通过及时检查冷却水出口阀、机房内环境温度、排气温度表以及热控制阀等措施，并视情况进行检修、调整和更换，以消除故障。

3.5 压缩机排气温度高

排气温度高是压缩机运行过程中的常见故障，如果持续运行会严重影响排气量；当温度过高时且超过设定值100 ℃，排气高温指示灯亮，则会导致压缩机自行停机。其中，常见的故障原因为润滑油油量不足、冷却水量不足、冷却水温度偏高、机房内环境温度偏高、油冷却器堵塞、润滑油规格型号不正确、热控制阀出现故障、空气滤芯太脏、油过滤器堵塞或者温度开关故障等。因此，可以通过及时检查油位、进出口水管温度、进水温度、室内温度、进出口水管温差、油号、油是否经过油冷却器冷却、热控制阀、空气滤芯、油过滤器、温度开关等措施进行排除，并视情况进行检修和更换，以此来消除故障。

3.6 空气中含油分高

当空气中含油分较高时，润滑油添加的周期也会随之缩短，特别是在无负荷状态下，还会导致空气滤芯冒烟。其中，常见的故障原因为油位过高、回油管限流孔阻塞、排气压力较低、油细分离器破损、压力维持阀弹簧疲劳等。可以通过及时检查油位、回油管限流孔、压力开关、油细分离器以及弹簧等措施进行排除，并视情况进行检修、调整和更换。

3.7 压缩机无法空车运转

压缩机在负载运转前，必须先要进行空车运转，如果无法空车，就要及时对压缩机进行全面检查。其中，常见的故障原因为压力开关故障失效、进气阀动作不良、泄放电磁阀损坏、气量调节膜片破损以及电脑主板故障等。可以通过及时检查压力开关、进气阀、泄放电磁阀、气量调节膜片及电脑主板等措施进行排除，并视情况进行检修、调整和更换。

3.8 压缩机无法满负荷运转

压缩机在进气压力较低时，无法进行满负荷运转，进而导致排气压力较低。其中，常见的故障原因为压力开关故障、三相电磁阀故障、延时继电器故障、进气阀动作不良、压力维持阀动作不良、控制管路泄漏以及泄放电磁阀故障等。因此，可以通过及时检查压力开关、三相电磁阀、延时继电器、进气阀、压力维持阀、控制管路以及泄放电磁阀等措施进行排除，并视情况进行检修、调整和更换，以此来消除故障。

3.9 压缩机风量低于正常值

当压缩机风量低于正常值时，会影响压缩机的正常运行和后续生产。其中，常见的故障原因为空气滤芯堵塞、进气阀损坏、压力维持阀的止回阀片与阀座产生磨损、油细分离器破损或堵塞、泄放电磁阀产生泄漏、容调阀调整不当等。可以通过及时检查空气滤芯、进气阀、压力维持阀、油细分离器、泄放电磁阀以及容调阀等措施进行排查，并视情况进行检修、更换和调整。

3.10 压缩机空重车频繁出现

压缩机频繁出现空重车，会导致电机长期处于轻、重负荷的频繁交替的过程中，对压缩机和电机的轴承都会造成严重的损害。其中，常见的故障原因有管路有泄漏点、压力开关压差过小、空气消耗量不稳定、压力维持阀阀芯密封不严和弹簧疲劳等。可以通过及时检查各管路系统、压力开关、排气罐容量、压力维持阀等措施进行排除，并视情况进行检修和更换，特别是压力开关在进行重新设定压差时，一般应为0.2 MPa。

3.11 停机时空气滤芯有油雾冒出

在压缩机停机时，会有短暂的反转现象，而此时管路里会存有少量的空气和油，进而导致空气滤芯会有油雾冒出。其中，常见的故障原因有进气止回阀不严、重车停机、电气线路故障、压力维持阀泄漏、油细分离器破损等。可以通过及时检查进气止回阀、进气阀、电气线路系统、压力维持阀、油细分离器等措施进行排除，并视情况进行检修和更换。

4 喷油螺杆式空气压缩机的日常保养和检修

为延长喷油螺杆式空气压缩机使用寿命、有效预防设备故障停机，除了采取以上措施，还应采取定期的保养和检修工作。

（1）每日或每次运转前，要进行开机前的全面检查。

（2）运转500 h：①吹扫空气滤芯；②更换润滑油。

（3）运转1000 h：①吹扫空气滤芯；②检查管接头固定螺栓及紧固电线端子螺栓。

（4）运转2000 h：①检查管路；②更换空气滤芯和油过滤器；③电机补充锂基酯。

（5）运转3000 h：①检查更换油细分离器和螺杆油；②清洗冷却器，更换O 形环；③检查更换空气滤芯、油滤芯。

（6）运转10 000 h：检测电机绝缘电阻，应在1 MΩ 以上。

（7）运转20 000 h：更换压缩机轴承、各处油封。

5 结束语

通过对喷油螺杆式空气压缩机机体结构和工作原理的认知以及对常见故障原因等问题的全面分析和采取的排除措施。同时，也应该与定期的维护保养相结合，从而全面确保压缩机长期处于安全稳定运行状态，有效保障生产。