噴油螺桿式空壓機組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析及故障判別

1、單位名稱序號1單位名稱序號2摘要： 本文通過對INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空氣壓縮機系統(tǒng)的組成及原理分析，為噴油螺桿式空氣壓縮機組的運行、維護和檢修提供理論支持。為檢修后的空壓機提供驗收質(zhì)量標準。單位名稱序號3 目前，采油平臺供儀表用氣和氣動設(shè)備用氣的空壓機有往復式和旋轉(zhuǎn)式兩種。而旋轉(zhuǎn)式空壓機又以INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空壓機居多。這種空壓機主要有SSR MH37型、MH45型、MH50型、M55/MH55型、M75/MH75型等幾種型號。它們的共同特點是：低噪聲箱式結(jié)構(gòu)，無振動，無需基礎(chǔ)，安裝簡單；PLC控制，操作方便，配有氣量自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；100%連續(xù)無故障運行

2、能力強；設(shè)計結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定可靠；無泄漏設(shè)計，可靠耐用，易損件少，維護保養(yǎng)少?？諌簷C運行到一定時間后，必須進行必要的保養(yǎng)和維修。有時由于操作失誤或系統(tǒng)原因?qū)е聶C組異常停機，這時需要對空壓機進行解體檢修。這樣就必須掌握這種空壓機的結(jié)構(gòu)特點及系統(tǒng)原理，才能對空壓機進行較為全面的維護和保養(yǎng)。本文將通過較為詳細的介紹和分析噴油螺桿式空壓機組的結(jié)構(gòu)特征，摸清設(shè)計意圖，為噴油螺桿式空壓機組的維修提供比較完善的技術(shù)資料。1. 前言單位名稱序號42. 噴油螺桿式空壓機組的組成和工作原理 SSR空壓機是電機驅(qū)動，單級壓縮的螺桿空壓機，加上后處理裝置及底座，成為完善的系統(tǒng)。系統(tǒng)簡圖如圖1所示，主要有以下幾部分組

3、成： 單位名稱序號52.1 進氣過濾系統(tǒng) 即空氣過濾器，保證進入壓縮機的空氣清潔。當空氣過濾器指示儀顯示紅色時，空濾器需要更換。更換空濾芯時，先松開翼形螺母，取下蓋子，小心拆除舊濾芯，安裝新濾芯，注意不要讓灰塵進入氣閥?？諝鉃V芯每隔2000小時更換一次，可以保持進氣的清潔。單位名稱序號62.2 壓縮機和電機總成 壓縮機體為噴油雙螺桿式，其結(jié)構(gòu)及工作原理下文專門論述。驅(qū)動電機為三相異步電機，有開式和封閉式。開式電機冷卻效果較好，但在海上運行空氣濕度大，有鹽霧，待機過程中絕緣容易受損。最好采用閉式防暴電機，可以提高機組的整體使用壽命。單位名稱序號72.3 帶冷卻器的壓力潤滑系統(tǒng)（如圖2所示）圖2

4、滑油冷卻系統(tǒng)單位名稱序號8 主要由滑油冷卻器、溫控閥、滑油過濾器、斷油電磁閥及管線組成。壓縮機排氣進入油氣分離器后，滑油的溫度與排氣溫度一致，通過散熱器將滑油溫度降為合理的溫度，再進入壓縮機循環(huán)使用。由于排氣溫度需要控制在一定范圍內(nèi)，既要保證滑油性能又要使空氣中的水分不發(fā)生凝結(jié)。溫度低了，水分凝結(jié)會使油乳化，降低其性能。一般滑油溫度控制在70100，不超過120。INGERSOLL-RAND SSR系列空壓機多數(shù)在8090范圍內(nèi)。溫控閥的作用是保持滑油溫度為一恒定值，一般溫控閥在75左右打開。油過濾器安裝在油冷卻器與溫控閥之后。其作用是濾去油中的顆粒、粉塵和雜質(zhì)，保證轉(zhuǎn)子可靠運行。其過濾精度為

5、20，可以單獨更換，在其頂部有一壓差發(fā)迅裝置，當壓差超過0.5bar時，控制盤上的指示燈點亮，提示更換滑油濾器。斷油電磁閥在啟動時打開，停機時關(guān)閉。保證機組停機后，壓力油倒灌入壓縮機體，從進氣口噴出，污染損壞空氣濾器。2.3 帶冷卻器的壓力潤滑系統(tǒng)（如圖2所示）單位名稱序號92.4 油氣分離系統(tǒng)及后冷卻器、水分離器和排放系統(tǒng)（如圖3所示）圖3 空氣及冷卻系統(tǒng)單位名稱序號10 主要由油氣分離器、最小壓力閥、濾網(wǎng)和節(jié)流孔、安全閥、冷卻器、水分離器和排放管線組成。油氣分離器筒體內(nèi)的壓力由壓縮機壓縮空氣和油混合物產(chǎn)生。油氣混合物進入分離器后，油在重力作用下存在于容器下部，氣體則經(jīng)過分離芯從容器頂部通過

6、最小壓力閥排出。最小壓力閥的作用是在油氣分離器內(nèi)形成油循環(huán)的最小壓力，同時在停機時有止逆功能，防止管網(wǎng)中的壓縮空氣向分離器內(nèi)倒灌。最小壓力閥只有分離器內(nèi)壓力超過一定值時才能打開，保持分離器內(nèi)的壓力，保證分離效果。其打開壓力值一般為4bar。2.4 油氣分離系統(tǒng)及后冷卻器、水分離器和排放系統(tǒng)（如圖3所示）單位名稱序號112.5 氣量控制系統(tǒng) INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空壓機具備三種控制方式，以滿足不同用氣量的用戶。2.5.1 ON/OFF LINE加載/卸載控制 在此控制模式下，進氣碟閥處于全開或全關(guān)的位置。當機組加載運行時，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電

7、磁閥得電，進氣閥全開，放氣閥全關(guān)，壓縮機滿載運行。當機組卸載運行時，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥失電，進氣閥全關(guān)，放氣閥全開，壓縮機空載載運行。最小壓力閥關(guān)閉，壓縮空氣不能回流。壓縮機以最小功率運行，直到壓力降至壓力開關(guān)下限，系統(tǒng)重新工作，加載開始。單位名稱序號122.5.2 MOD/ACS調(diào)節(jié)/自動控制 當機器在調(diào)節(jié)/自動控制模式中運行時就自動不再執(zhí)行ON/OFF LINE控制模式。如果空壓機在3分鐘內(nèi)完成3次加載/卸載循環(huán)，智能控制系統(tǒng)便可確定對空氣壓縮量需求很高，并切換到調(diào)節(jié)閥控制模式，通過調(diào)節(jié)氣量來滿足壓縮空氣的需求。2.5.3 MODULATION

8、ONLY單一調(diào)節(jié) 這是一種容量調(diào)節(jié)控制方式，加載時，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥得電同時使調(diào)節(jié)電磁閥得電，這樣就把經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的壓力連接到進氣閥上，隨著系統(tǒng)壓力升高到調(diào)節(jié)閥設(shè)定點附近，此調(diào)節(jié)壓力下降，使進氣閥對氣流節(jié)流。調(diào)解閥控制氣量為額定氣量的60%。如果系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，空壓機將在起跳壓力設(shè)定點上卸載。如果系統(tǒng)壓力跌到回跳壓力設(shè)定點一下，空壓機將在調(diào)節(jié)閥控制模式中加載。單位名稱序號132.6 電氣控制及儀表系統(tǒng) SSR空壓機電氣控制系統(tǒng)以INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）為核心。主要有INTELLISYS智能控制器、控制變壓器和保險絲、電機啟動器、輔助觸

9、點和過載繼電器、冷卻風扇啟動器和過載繼電器?？諌簷C控制系統(tǒng)主要功能有：2.6.1 自動卸載啟動2.6.2 ON/OFF LINE 氣量控制2.6.3 卸載停機2.6.4 自動啟動/停機2.6.5 空壓機故障報警2.6.6 空壓機故障報警停機2.7 保護系統(tǒng) 主要有排氣壓力高、排氣溫度高停機，電機過載保護，熱敏電阻繼電器保護等。單位名稱序號143.1 噴油螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu) 噴油螺桿式壓縮機主要由兩根螺桿及氣缸組成密封的系統(tǒng)。陽螺桿為主動螺桿，陰螺桿為從動螺桿。轉(zhuǎn)子承受的軸向力方向由排氣端指向進氣端，軸向力由一對圓錐滾子軸承承受，安裝在非驅(qū)動端。轉(zhuǎn)子承受的徑向力由圓柱滾子軸承承受，安裝在轉(zhuǎn)子驅(qū)動

10、端，是自有端，以消化轉(zhuǎn)子熱膨脹量。電機通過增速齒輪帶動陽螺桿，陽螺桿帶動陰螺桿，其嚙合間隙側(cè)間隙和頂間隙為0.050.10mm，螺桿與氣缸的間隙0.10mm，螺桿端面與氣缸端面間隙0.050.08mm。3. 噴油螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)和工作原理單位名稱序號15圖2 噴油螺桿式壓縮機結(jié)構(gòu)圖1氣缸 2傳動齒輪 3圓柱滾子軸承 4陽螺桿 5定位銷 6調(diào)整墊片 7軸承座 8推力軸承 9軸承端蓋 10陰螺桿單位名稱序號163.2噴油螺桿式壓縮機的工作原理噴油螺桿式壓縮機的工作原理 螺桿壓縮機的工作過程分吸氣、密封、壓縮、排氣四個階段。進氣使陽螺桿與陰螺桿嚙合脫開，空間增大，形成負壓，此位置剛好在進氣口，空氣

11、進入螺桿間隙。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，氣體封在螺桿與氣缸形成的密封空間內(nèi)，陽螺桿相當于活塞，陰螺桿相當于缸套，氣體被推向排氣端并不斷壓縮，當螺桿旋轉(zhuǎn)至出口時，封在螺桿中的氣體排除，從而完成一個循環(huán)。噴油螺桿式壓縮機工作時，本身產(chǎn)生的壓力驅(qū)動潤滑油循環(huán)，滑油不斷噴入螺桿氣缸和前后軸承，既帶走壓縮空氣產(chǎn)生的熱量，又對螺桿起到潤滑和密封作用，所以，螺桿的工作壽命很長。只要日常保養(yǎng)好，可以連續(xù)運轉(zhuǎn)三倒五年一次大修。 單位名稱序號174. 常見故障，故障特征，解決措施常見故障故障特征解決措施空壓機不能啟動沒有110V/120V控制電壓檢查保險絲、變壓器和導線接頭STARTER FAULT啟動器故障檢查接觸器EME

12、RGENCY STOP緊急停機將緊急停機按鈕旋到斷開位置，連按“SET”按鈕兩次MAIN MTR OVER LD or FA N MTR OVER LOAD主電機或風扇電機過載手動使主過載繼電器復位，并連按“SET”按鈕兩次檢查熱敏電阻繼電器溫度傳感器或壓力傳感器故障，保護動作短接高溫保護繼電器常閉觸點試機能正常運轉(zhuǎn)，更換溫度、壓力傳感器空壓機停機HIGH AIREN TEMP 主機溫度高確保安裝區(qū)域有足夠通風確保冷卻風扇正常工作檢查冷卻油位，必要時加注冷卻器臟，清洗溫控閥故障沒有打開拆檢或更換螺桿壓縮機推力軸承損壞HIGH AIR PRESS 排氣壓力高檢查放氣閥或最小壓力閥是否受阻或無動作

13、LOW SUMP PRESS 油箱壓力低檢查筒體或放氣管路是否漏氣、漏油CK MOTOR ROTATION 電機旋向不對啟動器接頭（L1,L2,L3）中任兩個對調(diào)單位名稱序號18空壓機停機PRESS SENSOR FAIL or TEMP SENSOR FAIL 壓力傳感器或溫度傳感器檢查傳感器，傳感器接頭和導線MAIN MTR OVER LD or FA N MTR OVER LOAD主電機或風扇電機過載檢查導線是否松動；檢查供給電壓；檢查冷卻器是否臟STARTER FAULT 啟動器壞檢查啟動器接觸器/檢查導線是否松動系統(tǒng)氣壓低空壓機在“卸載”運行按UNLOAD/LOAD卸載/加載按鈕控制

14、器起跳壓力設(shè)定點過低按UNLOAD/STOP卸載/停機按鈕，將起跳壓力調(diào)高一點空氣濾芯臟檢查濾芯狀況，必要時更換漏氣檢查空氣系統(tǒng)管道水分離器排水閥打開后卡死檢修水分離器進氣閥未開足檢修并檢查控制系統(tǒng)狀況系統(tǒng)用氣量超過空壓機輸出安裝大一點規(guī)格的空壓機或加裝一臺空壓機空壓機連續(xù)加載或加載時間過長壓縮機效率低，螺桿端面間隙過大單位名稱序號19冷卻油消耗大/空氣系統(tǒng)含油份過大冷卻油位太高檢查油位，必要時放油降低油位油分離芯堵塞檢查分離器壓降油分離芯漏油檢查分離器壓降，如壓降低就更換油分離器回油節(jié)流孔/濾網(wǎng)堵塞拆下檢查、清洗空壓機工作壓力低（5.3bar或更低）調(diào)整使其在額定壓力下工作冷卻油系統(tǒng)泄漏檢查

15、管線及接頭，重新緊固空氣系統(tǒng)含水水分離器壞/冷凝水排放閥壞檢查、清洗或更換冷凝水排放閥或其管道堵塞檢查、清洗后冷卻器芯臟檢查、清洗罩殼面板未裝好裝好面板冷凝水排放管道/排方閥安裝不當讓排放管道從排水閥端向下傾斜；安裝冷凝水排放閥系統(tǒng)未裝冷凍式或再生式干燥器聯(lián)系安裝干燥器容量低/前置和后置濾器堵塞更換大容量干燥器；清洗、更換濾芯噪聲大壓縮機/電機故障（軸承損壞或刮缸）停機解體檢修，更換軸承罩殼面板未安裝裝好面板振動大部件松動檢查并緊固電機地腳未把緊/對中效果差檢查電機地腳螺栓，檢查定位銷電機或壓縮機軸承損壞解體檢查、更換軸承安全閥起跳空壓機運行壓力過高調(diào)節(jié)智能控制器設(shè)定點閥壞換閥單位名稱序號20結(jié)論通過對噴油螺桿空壓機工作過程的分析，對其結(jié)構(gòu)特點和工作原理的論述，可以看出，噴油螺桿空壓機涉及的專業(yè)知識較多，包括旋轉(zhuǎn)機械、空氣動力學、流體力學、傳熱學、自動控制等方面的知識。對于維修來說，可以不考慮其流體的工作過程，只掌握其主要的工作原理和運行規(guī)律就行。如果要