李政(中海油能源發(fā)展裝備技術有限公司,天津 300450)

噴油螺桿式空壓機低噪聲箱式結構，無需基礎，安裝簡單；PLC控制，配有氣量自動調節(jié)控制系統(tǒng)等優(yōu)點在工業(yè)生產中大量的運用。某終端處理廠噴油螺桿式空氣壓縮機設計為二臺，正常情況為一用一備。機組運行時，除了常規(guī)的維護和保養(yǎng)之外，還特別采取定期振動監(jiān)測和油液監(jiān)測維護方式，目的是保證機組有效可靠運行，為生產保駕護航。

1 空壓機B取樣油液分析結果

1.1 污染度狀態(tài)

1.1.1 油品污染度指數(shù)超標，達到999.0。

1.1.2 油品檢測中發(fā)現(xiàn)水分，檢測數(shù)據為57.60%,數(shù)據超標。

2 化學性質

2.1 油品化學性質數(shù)據為100，數(shù)據顯示為高值報警。

2.2 油品的介電常數(shù)為80.0（參考油標準為4.81),數(shù)據顯示為高值報警。

2.3 40度粘度為7.3（參考油標準為48），數(shù)據顯示為高值報警。

3 檢驗結果

該油品的污染度、化學性質及磨損狀態(tài)均達到高報警值，應對潤滑油進行更換；鑒于油品中大量含水，應對溫控閥,最小壓力閥等相關組件進行檢查。

4 故障分析和診斷思路

從壓縮機工作流程和原理圈定與潤滑冷卻系統(tǒng)有關，下面著重從潤滑冷卻系統(tǒng)進行詳細的分析和論證。

壓縮機潤滑冷卻系統(tǒng)主要由油氣分離器、最小壓力閥、濾網和節(jié)流孔、安全閥、冷卻器、水分離器和排放管線組成。噴油螺桿式壓縮機工作時，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。

在現(xiàn)場使用過程中對排氣溫度、壓力，潤滑油溫度進行分析監(jiān)測，機組這些指標均在正常范圍，機組PLC控制沒有出現(xiàn)故障和報警，確定壓縮機潤滑冷卻系統(tǒng)在機組正常運行時工作正常。

油氣分離器內的壓力由壓縮機壓縮空氣和油混合物產生。油在重力作用下存在于容器下部，氣體則經過分離芯從容器頂部通過最小壓力閥排出。最小壓力閥的作用是在油氣分離器內形成油循環(huán)的最小壓力。同時在停機時有止逆功能，防止管網中的壓縮空氣向分離器內倒灌。最小壓力閥只有分離器內壓力超過一定值時才能打開，保持分離器內的壓力，保證分離效果。其打開壓力值一般為4bar，同時此閥體為單向閥體。那么潤滑油中的水分推斷就可能是最小壓力閥體的損壞，壓縮空氣回流冷凝析出，來自于壓縮空氣中。為了證明此推斷在現(xiàn)場進行了如下的檢測方法：

4.1 兩臺壓縮機正常工作至少兩次加載和潤滑油至少進行兩個大循環(huán)，停機大約十分鐘后對兩臺空壓機進行采取油樣對比，未發(fā)現(xiàn)異常。

4.2 兩臺機組同時停機至少20小時以上（潤滑油自然冷卻為常溫），然后在停機情況下擰出油氣分離罐底部的球閥前螺堵，緩慢打開球閥排水，直到有油流出為止。發(fā)現(xiàn)B機組比A機組在油水分離器底部排出的水，遠遠多于A機。B機組排出的水分大約有1200mL—1500mL左右。由此結合油氣分離系統(tǒng)的工作原理和各部件功用及采集振動數(shù)據的綜合推斷出最小壓力閥可能出現(xiàn)故障。

隨之，對B機組的最小壓力閥進行了檢查和更換。使用上述檢測步驟進行驗證，發(fā)現(xiàn)B機組排出的水分和A機組正常情況及停機排出的水分相當，所以確定B機組由于油氣分離系統(tǒng)中的最小壓力閥損壞，導致潤滑油中大量水分的推斷的正確。下圖分別為潤滑油正常時和最小壓力閥損壞初期，潤滑油含水時，機組運行初期對機組采集的振動數(shù)據頻譜圖。

4.2.1 最小壓力閥正常，潤滑油不含水時機組運行頻譜圖：

4.2.2 最小壓力閥損壞，潤滑油含水時機組啟動初期，機組運行時的頻譜圖：

由于最小壓力閥體的損壞而導致壓縮空氣回流進油氣分離器中，壓縮空氣中的水分在油氣分離罐中凝結，冷凝水析出，同時由于水的密度大于潤滑油的密度，造成大量的冷凝水積淀在油分離器的底部。在啟機初期，底部沉積大量的水分，空壓機得不到有效的潤滑，易使螺桿在運行過程中因表面油膜形成的不及時和充分，螺桿發(fā)生碰磨現(xiàn)象，使螺桿表面的光潔度變差。隨之機組的振動和噪音變大，長期高振動的條件下運行，螺桿嚙合間隙偏差越來越大，潤滑油中產生大量的機械雜質，潤滑油的性能下降，最終導致機組的功能性失效和機組的停機，對生產造成影響。

5 結語

通過此案例證實了對機組進行的油液監(jiān)測和振動監(jiān)測的維護和維修策略的有效性。1、及時預測設備運轉狀況和趨勢，發(fā)現(xiàn)故障根本原因，合理安排檢修和生產，提高機器可靠性，很大程度上避免災難事故的發(fā)生。2優(yōu)化零部件庫存，降低庫存費用，不必大量存儲備件以保證設備的可靠性，減少機器停機時間，提高了生產率；3同時可在機器檢修后驗證檢修質量，找到導致機器重復性故障或生產損失的根本失效原因，對維護和維修流程優(yōu)化并消除故障性停機，提高維修效率和資產利用率，降低設備維修費用。

[1]焦生杰.工程機械機電一體化.人民交通出版社.

[2]楊其明,嚴新平,賀石中.油液監(jiān)測分析現(xiàn)場實用技術.機械工業(yè)出版社.

[3]中海石油技術檢測有限公司狀態(tài)監(jiān)測分公司.螺桿空壓機培訓教材.

[4]沈水福,高大勇.設備故障診斷技術.科學出版社.