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螺杆空压机高温停机现象分析



螺杆空压机作为一种通用机械应用在矿山、化工、食品、医药等各个领域。尤其是螺杆压缩机其结构简单、工作可靠和操作方便等优点更是得到了广泛的应用。

前言

山西大同同煤集团某矿有两台煤矿用螺杆空压机,该机型为双螺杆风冷压缩机,额定排气量12m3,额定排气压力0。7MPa,主机与电动机之间通过联轴器联接,配套电机功率75kW,额定转速2970r/min。该设备在使用两年后由于使用管理不当导致主机损坏,维修时更换轴承和油封,在经过修复后准备继续投入使用。

螺杆空压机

调试

在主机到达用户处后,经过仔细的安装和检查后能够达到试车条件,相关人员决定在地面上进行调试。在完成一系列准备工作后,s*先点动压缩机两次,没有异常情况后才正式启动。

压缩机在0。4MPa的压力下运行约10分钟左右,检查设备各运动部件运转正常,无任何异常声音。随后将压力调至额定压力0。7MPa,在运行了大概30分钟后,压缩机突然自动停机。

在场人员迅速切断电源,对设备进行检查。

s*先检查主机,用手触摸主机外壳,感觉温度有些偏高;电动机温度正常,用手转动转子与电动机灵活,无卡滞现象。运行中也未发现有异常振动和响声,基本可以排除主机和电动机的问题。接下来继续检查油气分离器,发现油气分离器上的温度表显示排气温度约105℃。

该机型是为煤矿井下设计的,所以其制造标准是按照MT 687-1997《煤矿井下移动式螺杆空压机》标准来执行的。标准中规定“在规定工况下,喷油回转式排气温度不应超过100℃”;“在正常工作运转时,喷油回转式温控装置动作温度不应超过120℃”。由于该机装有温控开关,且设定动作值约为105℃左右,所以可以肯定此次停机是温控装置动作引起的。

至于高温现象是如何产生的呢?s*先我们怀疑是不是由于环境温度过高导致的。当时的环境温度是32℃~33℃左右,压缩机的z*高吸气温度一般都限制在40℃以下;并且压缩机处于露天环境中通风良好,所以也就不存在吸气温度过高的可能。

另外我们考虑是否由于机箱门没有关上,导致冷却气流没有按照设计的流动方向来冷却。

在经过商讨之后,我们决定完全关闭机箱再试验一次。在开机后发现温度上升速度很快,在开机10分钟左右后又发生高温停机。虽然关闭机箱后毫无效果,但可以排除是冷却气流原因造成的。

接下来我们考虑是否由于油过滤器堵塞,导致主机润滑不足的原因。从图1的系统流程图可看出:油气分离器内部的润滑油s*先进入冷却中进行冷却,然后通过油过滤器过滤后喷入主机内部,以达到降低排气温度的目的。

虽然该设备修理后“三滤”都是新的,但由于压缩机排气温度过高,在排除主机和环境问题后,就肯定与润滑油有关,所以我们决定再更换一个新的油过滤器试一下。在更换新的油过滤器后,没有任何改观,同样的高温停机现象又再次发生。

停机后我们仔细检查了油循环管路:油过滤器管路前后温度几乎相同,证明不存在油过滤器堵塞的问题。当我们检查到油冷却器时发现进、出油冷却器的两根管路的温度相差无几,用手触摸,两根管路几乎没有温差,这一不正常现象说明油冷却器根本没有起到冷却效果。发生这样的情况要么是冷却器外面蒙灰严重;要么是内部有堵塞,然而实际上冷却器外表面较为干净,可以肯定在冷却器的内部肯定发生了堵塞现象,导致供油不足。

冷却器为高效铝制翅片式散热器,润滑油在内部的流通截面积很小,润滑油一旦污染极易堵塞。

由于得不到冷却的润滑油被不断进行压缩,使得压缩空气的温度不也随之升高,所以才会在很短的时间内达到高温。

在征得用户同意的情况下,我们决定将另外同一型号螺杆空压机的冷却器换到这台机器上进行试验。

为了证明效果,我们选择在第二天中午比较热的时候进行试验,当时环境温度也在32℃左右,当压力保持在0。5MPa时排气温度维持在50℃左右,10分钟后,我们将压力调节到额定压力下进行测试,温度也随之上升,但上升速度比较缓慢。z*后排气温度维持在87℃左右后便不再上升,在经过连续4个小时的全负荷运行状态下,温度基本没有变化,z*高时也未超过90℃。事实证明高温就是由于冷却器内部堵塞造成的。用户z*后也承认不是机器本身的问题。

总结

螺杆空压机虽然是一种可靠性较高的新机型,但也并不是不需要保养和维护。须知任何设备都是“三分在使用,七分在保养”。

由于煤矿井下的环境比较特殊,通风不良,煤粉和潮湿的空气不可避免地会进入到压缩机系统内部。及时更换“三滤”和日常的检查保养工作就显得尤为重要,可能一些简单的问题不及时处理就会造成故障甚至事故。


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