空氣壓縮機的故障及事故原因和解決方法

供稿|杜漢澤

空氣壓縮機的故障及事故原因和解決方法

供稿|杜漢澤

內容導讀

空氣壓縮機作為供水作業(yè)區(qū)的重要設備，它的故障及事故往往導致污泥處理系統(tǒng)停產(chǎn)。文章從主要零部件的加工精度、安裝精度、安全操作規(guī)程以及設備維護等方面進行分析，探討解決方法及注意事項，減少故障發(fā)生率，推動設備經(jīng)濟運行，實現(xiàn)生產(chǎn)順暢。

空氣壓縮機是指以空氣為工作介質與能量載體的機械設備，是將動力能轉變?yōu)闅怏w壓力能的機器。本鋼供水廠現(xiàn)使用的空氣壓縮機的規(guī)格型號為V3－3/8，電機功率22 kW，轉速980 r/min。在污泥處理系統(tǒng)中，該設備是作為第一道工序來傳輸氣體的，因此壓力能是后部工序能否正常運行的關鍵性因素。在2014年的運行過程中，空氣壓縮機一共出現(xiàn)6次故障，2次事故。其中故障常發(fā)的部位主要是空氣濾清器，即進氣量不足導致的污泥處理系統(tǒng)無法正常運行。分析發(fā)現(xiàn)：故障原因為積垢堵塞，致使排氣量減少。通過對進氣濾清器進行徹底清洗，安裝之后再次啟動，污泥處理系統(tǒng)正常運行。而連桿斷裂事故直接導致污泥處理系統(tǒng)停產(chǎn)。對空氣壓縮機進行分解檢查，對斷裂連桿進行更換后，污泥處理系統(tǒng)即恢復正常生產(chǎn)。

故障的產(chǎn)生及解決方法

排氣壓力低

此處所說的排氣壓力不足是與空氣壓縮機的設計排氣壓力相對而言的，直觀現(xiàn)象表現(xiàn)在壓力達不到額定壓力值。本鋼供水廠現(xiàn)使用的空氣壓縮機的額定壓力值為0.8 MPa，如小于0.8 MPa時系統(tǒng)將不能正常運行。從現(xiàn)場各種數(shù)據(jù)分析，出現(xiàn)故障的壓力為0.6～0.4 MPa較多，在生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常發(fā)生以下幾種情況：

空氣濾清器的故障：由于使用時間過長，產(chǎn)生污垢或者是濾網(wǎng)破損，進入空氣管路的雜物就會比較多，從而造成空氣濾清器堵塞，此時的實際壓力值就會少于額定壓力值，造成空氣壓縮機故障。因此，應該定期清洗空氣濾清器并更換濾網(wǎng)。

氣缸組件的故障：氣缸組件包括氣缸、活塞、活塞環(huán)等。生產(chǎn)中各零件之間產(chǎn)生的磨損，會導致零部件的間隙值較大，致使氣缸內部造成壓力降低，無法達到額定壓力值。此時空壓機本體會產(chǎn)生震動并有異音。因此，應加強設備巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)異常，進行分解檢修，及時更換損壞的配件。

密封填料的故障：由于密封填料的外形尺寸不均勻，在安裝過程中，中心尺寸偏差較大的部位就極有可能產(chǎn)生漏氣。同時設備運行時間過長也會使填料磨損、拉傷等，產(chǎn)生壓力不穩(wěn)，波動較大，此時的壓力值為0.4 MPa的情況較多，不能達到額定壓力值。因此，一方面要在安裝使用過程中，在填料函處加注潤滑油，使其達到潤滑、密封、冷卻的作用。另一方面要及時檢測，發(fā)現(xiàn)磨損嚴重時，必須盡快更換。

吸、排氣閥的故障：在實際生產(chǎn)中，由于吸、排氣閥檢修或維護的不及時，會造成閥底與閥片有夾雜物，達不到關閉程度，導致漏氣。其次當閥門使用時間較長，也會造成閥座與閥板處磨損嚴重，產(chǎn)生一定的間隙值，導致漏氣。此時氣缸內的壓力值低于額定壓力值。因此，必須要定期清理雜物，及時更換吸、排氣閥。

排氣溫度偏高

這里的溫度偏高是指生產(chǎn)中排氣溫度高于空氣壓縮機出廠時的設計值。從生產(chǎn)現(xiàn)場看，影響排氣溫度的因素主要有：空氣的自然溫度偏高，尤其夏季比較明顯；空氣壓榨機室內排風系統(tǒng)的不完善；空氣壓縮機的冷卻器內水垢多。這些因素都會導致排氣溫度偏高。如果排氣溫度長時間偏高，將導致空氣壓縮機本體的零部件損壞。此外，水冷式空氣壓縮機斷水或缺水時均會使排氣時溫度升高。因此必須完善室內排風系統(tǒng)，及時清洗冷卻器內水垢。

運行聲音不正常

當設備運行中有異響時，一般來講，主要是由于設備地腳螺栓松動、設備各零部件之間磨損嚴重、設備內部零部件損壞或斷裂、管路內進入雜物以及設備潤滑不良等現(xiàn)象造成的。對于此類故障應當引起高度重視，因為它是設備損壞的前兆。應制定嚴格的設備管理制度，加強對設備的檢查檢修，調整零部件安裝間隙，緊固松動螺栓，及時更換零部件。

運行溫度不正常

設備運行時的正常溫度應該在70 ℃以內。當超過該溫度，應及時停機，對設備進行全面檢查，避免情況惡化，發(fā)生設備事故。之所以出現(xiàn)運行溫度不正常的現(xiàn)象，主要有設備潤滑系統(tǒng)存在問題、設備零部件之間磨損嚴重、易損產(chǎn)品質量不過關、設備檢修質量低、安裝質量差等原因。因此要加強對設備的檢查，改善油品質量，提高安裝質量，嚴格把住備件的質量關，尤其是調整好缸體內部的零部件的配合間隙。

事故的產(chǎn)生及解決方法

對于任何生產(chǎn)現(xiàn)場而言，設備事故的發(fā)生都是致命的，更是應該避免的。通過分析發(fā)現(xiàn)本廠空氣壓縮機發(fā)生的事故主要有幾個方面，并根據(jù)原因分析提出了解決方案。

斷裂事故

曲軸斷裂：曲軸是空氣壓縮機主要零部件之一，之所以發(fā)生斷裂事故，從現(xiàn)場情況來分析，主要原因有：材質本身的缺陷，如鑄件有砂眼且內部組織不均勻，熱處理時，產(chǎn)生應力沒及時消除；同時長期的超負荷運行，產(chǎn)生了疲勞損壞等因素。最終導致曲軸斷裂，生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓。應該從材質質量入手，提高品質，特別是熱處理環(huán)節(jié)的質量，盡量避免負荷運行。

連桿斷裂：作為空壓機主要零部件的連桿，其斷裂主要的原因有二。第一是設備長時間超負荷運行，致使零部件疲勞損壞變形，各連接件之間松動。其次是零部件的產(chǎn)品質量及加工質量存在問題。2014年9月發(fā)生的一次斷裂，經(jīng)現(xiàn)場設備分解，就發(fā)現(xiàn)是連桿螺栓斷裂，更換質量較好的螺栓后，設備即正常運轉。因此，為了避免此類事故，應該避免設備長時間超負荷運行，改善易損件的材質，制定易損件的更換周期，提高加工質量及安裝精度。

活塞桿斷裂：活塞桿斷裂的主要原因是活塞與活塞桿之間在安裝時的質量問題，表現(xiàn)在螺栓的連接處易發(fā)生斷裂。其次是氣缸活塞與活塞桿之間滑動頻繁磨損，導致間隙增大，使活塞下沉，產(chǎn)生附加載荷，使其它零部件之間的配合發(fā)生異常改變。因此應該加強點檢密度，及時發(fā)現(xiàn)征兆，及時排除故障。

冷卻器破裂：本鋼供水廠現(xiàn)使用的空氣壓縮機的冷卻是水冷機，在北方冬季使用時存在不少問題。最主要是因為室內冬季難以保溫造成的破裂。例如在運轉設備停車時，如果沒有把冷卻水及時排出，就會導致冷卻水結冰，致使冷卻器破裂?；蛘弋斃鋮s器在低水位運行時，長時間的運行，導致斷水，從而使設備溫度升高，也容易導致破裂。因此使用后必須及時排水，運行前應檢查是否存有冷卻水。

結束語

通過大量生產(chǎn)實踐，發(fā)現(xiàn)空壓機的故障主要是排氣量不足、排氣溫度、壓力等的不正常造成的，致使污泥處理系統(tǒng)不能正常運行。而造成空壓機直接癱瘓的主要原因則是曲軸斷裂、連桿的斷裂等事故。通過制定一系列的設備管理制度，加強設備管理及提高檢修質量，對操作人員進行技術指導及技術培訓，全面提高全員設備管理能力等方法，可以避免或減少空壓機的各種故障和事故的發(fā)生率，提高設備的利用率。

[1] 張克危. 流體機械原理. 北京：機械工業(yè)出版社, 2000.

Cause and Solution of Air Compressor Malfunction

/ Du Han-ze

10.3969/j.issn.1000–6826.2015.03.13

杜漢澤（1963—），男，畢業(yè)于東北大學，現(xiàn)從事機械設備的管理工作，機械工程師。通信地址：117000遼寧省本溪市平山區(qū)鋼鐵路2號本鋼集團板材供水廠，E-mail: 31826951@qq.com。

本鋼板材股份有限公司供水廠，遼寧 117000