水冷型氯乙烯螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行異常判斷與處理

孫紅軍，杜超超

（陜煤集團(tuán)榆林化學(xué)有限責(zé)任公司，陜西榆林 719000）

0 引言

在工業(yè)生產(chǎn)中，螺桿壓縮機(jī)因其操作方便、工況適應(yīng)性強(qiáng)、對濕行程不敏感、耐液擊等原因而被廣泛使用。但隨著螺桿壓縮機(jī)的廣泛應(yīng)用，螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行時表現(xiàn)出的各種設(shè)備故障與異常，成為行業(yè)設(shè)備管理人員關(guān)注的焦點。根據(jù)自身管理經(jīng)驗，總結(jié)螺桿機(jī)運(yùn)行中的異?，F(xiàn)象，給出這些異常的原因及處理措施。

1 螺桿壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行機(jī)理

氣缸內(nèi)裝有一對互相嚙合且轉(zhuǎn)向相反的陰陽轉(zhuǎn)子，陰陽轉(zhuǎn)子之間、機(jī)殼與轉(zhuǎn)子之間的間隙僅為50～100 μm。主轉(zhuǎn)子由發(fā)動機(jī)或電機(jī)驅(qū)動，陰轉(zhuǎn)子由主轉(zhuǎn)子通過噴油形成的油膜驅(qū)動，或由主轉(zhuǎn)子端和陰轉(zhuǎn)子端的同步齒輪驅(qū)動。轉(zhuǎn)子的長度和直徑?jīng)Q定壓縮機(jī)排氣量（流量）和排氣壓力，轉(zhuǎn)子越長，壓力越高；轉(zhuǎn)子間隙越大，流量越大[1]。

吸氣、壓縮、排氣過程：①轉(zhuǎn)子凹槽經(jīng)過吸氣口時充滿氣體；②當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)至轉(zhuǎn)子凹槽被機(jī)殼壁封閉，形成壓縮腔室；③當(dāng)轉(zhuǎn)子凹槽封閉后，潤滑油被噴入壓縮腔室；④當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)壓縮油氣混合物時，腔室容積減??；⑤當(dāng)壓縮腔室經(jīng)過排氣口時，油氣混合物從壓縮機(jī)排出。

轉(zhuǎn)子由軸承支撐，軸承由靠近轉(zhuǎn)軸端部的端蓋固定。進(jìn)氣端由滾柱軸承支承，排氣端由一對止推軸承支撐以消除徑向載荷，并提供必須的軸向運(yùn)行間隙。

2 螺桿壓縮機(jī)常見異?，F(xiàn)象分析與處理措施

2.1 壓縮機(jī)不能啟動

當(dāng)壓縮機(jī)經(jīng)過大修或者系統(tǒng)停機(jī)后，在啟動壓縮機(jī)時發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)不能啟動的原因主要有以下方面：

（1）高、低壓電源存在異常。聯(lián)系作業(yè)人員通過控制機(jī)柜電源指示燈可以迅速判斷出高、低壓電源是否正常送電。若指示燈存在異常指示，則根據(jù)相應(yīng)的異常信號進(jìn)行解決。

（2）檢查壓縮機(jī)控制機(jī)柜故障燈是否閃爍，或者機(jī)柜屏幕是否有故障顯示。壓縮機(jī)機(jī)柜故障燈亮起通常有2種情況：①正常生產(chǎn)過程中因油氣過濾器、油氣分離器、空氣分離器、電機(jī)、潤滑油、電動調(diào)節(jié)閥等部件使用時間超過機(jī)柜設(shè)置時間，或者部件前后壓差超過設(shè)定值時，機(jī)柜運(yùn)行報警甚至跳機(jī)連鎖，從而導(dǎo)致故障燈亮起；②高低壓電配電柜進(jìn)行過檢修，或者機(jī)柜升級導(dǎo)致來自于高低壓電纜接線錯序，此時根據(jù)機(jī)柜錯誤編碼代號對應(yīng)消除即可。對于第1種情況，當(dāng)管理人員現(xiàn)場將機(jī)柜顯示的對應(yīng)異常消除后，PLC機(jī)柜報警或者跳機(jī)聯(lián)鎖故障信號不會自動消除，此時壓縮機(jī)無法正常啟動。實踐發(fā)現(xiàn)，消除不同型號、不同廠家壓縮機(jī)機(jī)柜故障信號方法會有差異，但同廠家同系列螺桿壓縮機(jī)消除方法基本一致。

（3）進(jìn)氣溫度過低導(dǎo)致機(jī)組低溫保護(hù)無法啟動。出現(xiàn)此異常最根本的原因，是外界溫度驟降引起介質(zhì)溫度下降。排除此異常步驟：①檢查堿洗系統(tǒng)塔頂氣體排出溫度是否正常，在冬季室外溫度降低，目前行業(yè)又都在控制堿液單耗從而增加進(jìn)塔水量；②檢查機(jī)前冷卻器和機(jī)前除霧器的出口溫度，若存在異常應(yīng)該及時調(diào)整機(jī)前冷卻器冷卻水用量；③檢查壓縮機(jī)組介質(zhì)進(jìn)口溫度。建議冬季時適當(dāng)提高堿洗和機(jī)前進(jìn)氣溫度，使溫度控制在指標(biāo)的上限。為不影響生產(chǎn)，可以短時間在機(jī)前管線放凈或者機(jī)組的分水器前，用蒸汽稍微加熱提高溫度。

2.2 壓力不能建立

針對壓縮機(jī)啟動后壓力建立不起來，導(dǎo)致機(jī)組聯(lián)鎖跳機(jī)的故障，可以從以下方面進(jìn)行解決：

（1）檢查壓縮機(jī)油氣筒泄壓閥狀態(tài)，保證機(jī)組運(yùn)行時該泄壓閥處于關(guān)閉狀態(tài)。

（2）檢查壓縮機(jī)進(jìn)氣量是否滿足壓縮機(jī)運(yùn)行最低氣量要求。導(dǎo)致壓縮機(jī)進(jìn)氣量不足的原因有：①來自于合成系統(tǒng)的工藝氣體流量過低，此種情況一般是因為剛開車時壓縮機(jī)啟動臺數(shù)太多，或者前系統(tǒng)故障跳車或降量后沒有及時停壓縮機(jī)，或進(jìn)氣濾芯堵塞、工藝管線漏氣引起；②壓縮機(jī)啟動后沒有及時打開進(jìn)氣閥門。

（3）檢查壓縮機(jī)油氣通最小壓力閥是否正常。一般的機(jī)組在油氣筒氣體出口會設(shè)置最小壓力閥，當(dāng)最小壓力閥沒有達(dá)到開啟壓力而打開時，油氣筒壓力建立不起來，整個壓縮機(jī)機(jī)組壓力也無法建立。

2.3 壓縮機(jī)機(jī)組排氣量不足

當(dāng)運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)機(jī)組排氣量不足時，應(yīng)該從以下方面著手解決：

（1）檢查此時工藝要求用氣量是否已經(jīng)超過壓縮機(jī)機(jī)組額定排氣量，若超過了額定用氣量則應(yīng)該考慮壓縮機(jī)擴(kuò)容問題。

（2）機(jī)組系統(tǒng)漏氣與否，消除這些泄漏點。

（3）檢查機(jī)組進(jìn)氣過濾器濾芯是否堵塞，若是這種原因?qū)е碌倪M(jìn)氣不足，可以根據(jù)進(jìn)氣濾芯前后壓差加以判斷。

（4）查看進(jìn)氣閥和排氣閥是否完全打開，一般情況下機(jī)組排氣閥門應(yīng)該全部打開，但是進(jìn)氣閥門應(yīng)該根據(jù)機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)合適的開度。

2.4 系統(tǒng)排氣溫度異常

當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)排氣溫度異常時，需要檢查的有：

（1）油氣筒內(nèi)潤滑油是否足夠，這是導(dǎo)致壓縮機(jī)排氣溫度異常的主要原因。壓縮機(jī)機(jī)組出廠時，廠家都會根據(jù)機(jī)組轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)在油氣筒上設(shè)置油位指示器，常見的油位指示器有連通管式、高低位油窗、液位計等，作為運(yùn)行人員應(yīng)定期檢查油氣筒潤滑油液位。

（2）檢查機(jī)組通風(fēng)條件和環(huán)境溫度。對于運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備而言，良好的機(jī)組通風(fēng)條件和環(huán)境溫度至關(guān)重要。

（3）檢查油氣冷卻器冷卻水量是否滿足要求。一般運(yùn)行期間的機(jī)組其冷卻水量必須處于合理的流量范圍，過小的冷卻水流量會導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)大量的潤滑油和部分氯乙烯介質(zhì)得不到冷卻。

（4）在確保油氣冷卻器通暢的情況下檢查溫控閥是否正常。2017年，曾因廠家設(shè)備改型后溫控閥閥芯沒有及時換型，導(dǎo)致機(jī)組溫度過高引起的跳車事故。因此在檢查溫控閥時，除了檢查閥芯完整外，還應(yīng)該測試在排氣溫度指標(biāo)范圍內(nèi)，溫控閥閥芯是否能根據(jù)溫度變化而伸縮，來決定是否更換溫控閥閥芯。

（5）根據(jù)PLC機(jī)柜油氣過濾器壓差來檢查油過濾器堵塞情況，若壓差太大則更換油氣過濾器即可。

（6）檢查壓縮機(jī)進(jìn)排氣量。當(dāng)壓縮機(jī)進(jìn)氣量超過設(shè)計負(fù)荷時，此時油氣冷卻器冷卻水量及時開到最大也無法對機(jī)組內(nèi)的潤滑油進(jìn)行冷卻，此時需要降低壓縮機(jī)的進(jìn)氣量。

2.5 停機(jī)后進(jìn)氣過濾器吐油

壓縮機(jī)停機(jī)后發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣過濾器吐油，則應(yīng)該在確保機(jī)組內(nèi)壓力泄放的情況下檢查油停止閥是否關(guān)閉，若油停止閥不能關(guān)閉則應(yīng)該拆機(jī)檢查油停止閥彈簧是否完好，其他部件是否正?？捎?。

2.6 排出氣體含油量大且耗油量大

當(dāng)發(fā)現(xiàn)機(jī)組排出氯乙烯氣體含油量大且耗油量大時，應(yīng)該從以下方面考慮：

（1）檢查潤滑油油位是否正常。當(dāng)壓縮機(jī)系統(tǒng)內(nèi)潤滑油油位過高，甚至超過油氣筒內(nèi)油氣分離器地面時，排出的壓縮介質(zhì)會攜帶大量的潤滑油，此時停機(jī)將多余的潤滑油排出回收即可。

（2）停機(jī)檢查壓縮機(jī)回油管是否堵塞，若堵塞清通即可。

（3）檢查并更換油氣分離器。判斷排出氣體含油量大且耗油量大，是否是油氣分離器破損導(dǎo)致，可以結(jié)合機(jī)后分油器和油氣分離器壓差來綜合判斷，當(dāng)油氣分離器的壓差過小甚至沒有壓差，或者機(jī)后分油器排凈中有大量油份時，應(yīng)該停機(jī)檢查該油氣分離器。

2.7 油氣筒潤滑油消耗大

根據(jù)管理經(jīng)驗，油氣筒潤滑油消耗大的原因主要有油氣分離器損壞、油停止閥不能關(guān)閉、潤滑油變質(zhì)、排氣溫度異常等原因。在排除此類故障時，首先根據(jù)機(jī)后分油器排凈和油氣分離器壓差來判斷出油氣分離器是否完好，當(dāng)油氣分離器壓差在正常的區(qū)間內(nèi)并且機(jī)后分油器排凈無潤滑油時，需要檢查排氣溫度，因為過高的排氣溫度會加快潤滑油的消耗和氧化。此時也需要結(jié)合油耗變大的程度來決定。長周期運(yùn)行的設(shè)備若在運(yùn)行期間油耗變大，基本不存在油停止閥導(dǎo)致的油耗問題。

2.8 壓縮機(jī)喘振嚴(yán)重

壓縮機(jī)喘振主要是由于壓縮機(jī)進(jìn)氣量不足引起，但引起壓縮機(jī)進(jìn)氣量不足的原因往往是多方面的，需要綜合考慮。從排除的難易程度和引起故障可能性大小來考慮，首先檢查前系統(tǒng)工藝氣體流量，緊接著檢查進(jìn)氣過濾系統(tǒng)，最后檢查系統(tǒng)密封性。此異常和引起壓縮機(jī)壓力建立不起來類似，可以類比解決。

2.9 壓縮機(jī)機(jī)頭振動大

相較于活塞壓縮機(jī)依靠氣閥的吸排氣和氣缸與活塞的間隙周期變化來實現(xiàn)氣體的壓縮排出，螺桿壓縮機(jī)運(yùn)行機(jī)理的優(yōu)越性使得其在正常運(yùn)行期間振動相對較小。因此，設(shè)備運(yùn)行與管理人員更應(yīng)該關(guān)注壓縮機(jī)，尤其是機(jī)頭轉(zhuǎn)子的振動。對于非原動機(jī)或電機(jī)引起的原因，即壓縮機(jī)本體造成的振動時，噴油壓力是一個判斷的分界線：①當(dāng)噴油壓力正常時，需要考慮的是軸承和軸承保持架引起的故障；②當(dāng)噴油壓力低于指標(biāo)時，考慮進(jìn)氣量、潤滑油量、油氣過濾器堵塞、油氣冷卻器堵塞等問題。前述中已經(jīng)將進(jìn)氣量、潤滑油量、油氣過濾器堵塞、油氣冷卻器堵塞等問題的判斷與消除加以說明，這里不再贅述。

這里需要明確一個事實，若因軸承保持架或軸承損壞引起的機(jī)頭振動，則這種振動不可逆，而且在機(jī)組運(yùn)行時伴有異常聲音。若發(fā)現(xiàn)此情況，必須立刻停機(jī)檢查。

3 結(jié)語

做好設(shè)備定期維護(hù)與保養(yǎng)，及時高效處理異常，針對性強(qiáng)的預(yù)防措施對設(shè)備管理工作尤為重要。