螺桿壓縮機(jī)潤滑油基礎(chǔ)知識(shí)及故障處理編者按造成螺桿壓縮機(jī)高溫的原因有很多,本文僅就潤滑系統(tǒng)的故障來解決,提供潤滑油的基礎(chǔ)知識(shí)以及清洗方法,以期延長螺桿壓縮機(jī)的使用壽命。 空壓機(jī)運(yùn)行高溫現(xiàn)象是售后服務(wù)過......
編者按造成螺桿壓縮機(jī)高溫的原因有很多,本文僅就潤滑系統(tǒng)的故障來解決,提供潤滑油的基礎(chǔ)知識(shí)以及清洗方法,以期延長螺桿壓縮機(jī)的使用壽命。
空壓機(jī)運(yùn)行高溫現(xiàn)象是售后服務(wù)過程中的常見問題之一,空壓機(jī)主機(jī)排氣溫度是影響空壓機(jī)安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行的重要因素。空壓機(jī)運(yùn)行超溫在夏天是一種常見現(xiàn)象,因此往往不能引起空壓機(jī)管理人員的重視。高溫的發(fā)生不僅影響生產(chǎn),還會(huì)加劇設(shè)備的損耗,縮短其正常使用壽命。此外高溫還會(huì)加速空壓機(jī)油劣化,引起潤滑性能降低、閃點(diǎn)下降等,有時(shí)高溫還會(huì)在內(nèi)外因共同作用下引發(fā)油品自燃,導(dǎo)致空壓機(jī)燒毀,甚至發(fā)生爆炸事故。因此,應(yīng)高度重視設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的高溫問題,及時(shí)消除隱患,保障生產(chǎn)用氣要求。
空壓機(jī)設(shè)備正常排氣溫度處于75℃~95℃之間,排氣溫度低于壓力露點(diǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生結(jié)露現(xiàn)象,使系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)較多的水分,導(dǎo)致潤滑油乳化,影響潤滑效果。嚴(yán)重者可能會(huì)因?yàn)槔淠^多,使油氣桶內(nèi)的潤滑油因?yàn)楸戎仃P(guān)系全部排入空氣管網(wǎng)中。這不但增加后處理難度,而且會(huì)使主機(jī)軸承不能及時(shí)得到潤滑而燒毀,z*終導(dǎo)致主機(jī)故障。而高排氣溫度,使壓縮機(jī)為考慮膨脹而預(yù)留的間隙增大,高泄漏讓壓縮機(jī)的效率降低,導(dǎo)致電能消耗依舊,而產(chǎn)氣量卻下降。溫度過高還會(huì)使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解,產(chǎn)生有害的游離碳和酸類物質(zhì),導(dǎo)致積碳淤積,堵塞油路,嚴(yán)重者會(huì)使主機(jī)結(jié)焦卡死。盡管螺桿空壓機(jī)設(shè)計(jì)有高溫保護(hù)(110℃自動(dòng)停機(jī)),但還是要謹(jǐn)慎對(duì)待空壓機(jī)長期高溫問題。
螺桿空壓機(jī)高溫的原因
空壓機(jī)面板顯示排氣溫度高,需s*先確認(rèn)溫度傳感器是否誤顯示,可用便攜式紅外線測溫儀或熱成像輔助確認(rèn),其他原因可大體分為冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、設(shè)備主機(jī)等系統(tǒng)設(shè)計(jì)幾個(gè)部分分別確認(rèn)。
一、冷卻系統(tǒng)
冷卻系統(tǒng)可考慮的因素有環(huán)境因素,室內(nèi)通風(fēng)情況,冷卻器堵塞,冷卻水、冷卻風(fēng)量不足等。
1、環(huán)境因素、室內(nèi)通風(fēng)情況
因設(shè)備運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量熱量,此熱量如不及時(shí)導(dǎo)出室外,可能在室內(nèi)造成空氣封閉循環(huán)流動(dòng),即空壓機(jī)換熱排出的熱量會(huì)由空壓機(jī)進(jìn)氣口再行吸入,如此惡性循環(huán),設(shè)備將持續(xù)高溫。根據(jù)設(shè)置場所的換氣狀態(tài)判斷環(huán)境溫度超過40℃ 時(shí),有必要進(jìn)行強(qiáng)制換氣。
室內(nèi)換氣的注意事項(xiàng):
●進(jìn)、排風(fēng)口位置
進(jìn)氣口盡量設(shè)在房屋低矮處,并且不易吸入環(huán)境粉塵和有害氣體的位置,在多粉塵等惡劣環(huán)境下應(yīng)適當(dāng)配備進(jìn)風(fēng)口過濾裝置。排風(fēng)口一般設(shè)置于屋頂或墻壁的上方,并加設(shè)防護(hù)設(shè)施。
●排風(fēng)通道
排風(fēng)通道流通面積應(yīng)足夠大;
排風(fēng)通道盡可能短以降低流阻,根據(jù)壓縮機(jī)的排風(fēng)量,計(jì)算排風(fēng)通道的阻力,如果壓力損失超過20Pa時(shí),需設(shè)置輔助排風(fēng)扇;
為方便檢修,采用可拆卸式結(jié)構(gòu)的排風(fēng)通道,可用帆布或白鐵皮等起連接和平衡作用的風(fēng)罩,避免過度拉近和振動(dòng)傳遞??梢园惭b靈活調(diào)節(jié)的活葉板,在冬季時(shí)可以關(guān)閉通道避免溫度過低。
2、冷卻器堵塞
冷卻器有風(fēng)冷板翅式換熱器和水冷殼管式換熱器等,隨使用時(shí)間推移,因環(huán)境或冷卻水水質(zhì)等關(guān)系,冷卻器會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象,這個(gè)可以通過冷卻器入口及出口溫差即可確認(rèn)。板翅式換熱器是由一張張矩形板片與換熱管組成的換熱管束,對(duì)于風(fēng)冷式換熱器的堵塞可用0.2MPa以上壓縮空氣反復(fù)吹掃,嚴(yán)重者可整體拆卸清洗。對(duì)于水冷管式換熱器,它主要由外部殼體、內(nèi)部冷卻器兩部分組成,因不同廠家設(shè)備可能管程和殼程流經(jīng)介質(zhì)不同及現(xiàn)場使用冷卻水質(zhì)不同,對(duì)于管式換熱器的堵塞需要通過不同化學(xué)藥劑進(jìn)行循環(huán)清洗。
3、冷卻水、冷卻風(fēng)量不足
●冷卻風(fēng)量不足
查看控制面板風(fēng)機(jī)啟停溫度是否設(shè)置合理、冷卻風(fēng)扇是否及時(shí)動(dòng)作或損壞;吸氣口防風(fēng)塵網(wǎng)應(yīng)定期吹掃,防止堵塞;另外排風(fēng)通道的設(shè)計(jì)安裝不合理,排風(fēng)量過小或通道阻力大,都會(huì)影響設(shè)備的氣量,導(dǎo)致空壓機(jī)排氣溫度升高。
●冷卻水量不足
查看冷卻水水溫高低,水溫高使得冷卻水與潤滑油間的溫度縮小,降低換熱效果;另外,冷卻水量不足,高溫潤滑油的熱量不能及時(shí)被循環(huán)冷卻水降溫,導(dǎo)致溫度越來越高。通常要求冷卻水回水水壓不低于0.15MPa。
二、潤滑系統(tǒng)
噴油螺桿空壓機(jī)不像無油機(jī)那樣必須有專門的油泵,螺桿壓縮機(jī)潤滑油的循環(huán)是借助油分與主機(jī)噴油口之間的壓差來維持。
1、潤滑油
潤滑油是螺桿壓縮機(jī)中非常重要的工作介質(zhì),需具備高氧化性、高閃點(diǎn)、高溫穩(wěn)定性強(qiáng);既要具有流阻小,又要具有冷卻、降噪、潤滑、密封功能。
潤滑油循環(huán)過程中,由于壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高,油的循環(huán)速度快,潤滑油在有銅、鐵等金屬催化劑存在的高溫條件下,油品極易老化,且油品處于高溫?cái)嚢锠顟B(tài),很容易形成泡沫。如果油位過高(判斷油位,z*好在空壓機(jī)加載狀態(tài)下觀察油位計(jì)更為準(zhǔn)確),大量泡沫會(huì)進(jìn)入油分,使得氣體通過阻力增大,油耗增加,嚴(yán)重者造成高溫、過載噴油等。
潤滑油的性能品質(zhì)和使用周期對(duì)設(shè)備穩(wěn)定可靠運(yùn)行有決定作用,若使用不當(dāng),可導(dǎo)致壓縮機(jī)嚴(yán)重高溫,甚至主機(jī)故障。
潤滑油在保養(yǎng)周期內(nèi),隨時(shí)間推移會(huì)有所損耗,此時(shí)因?yàn)橛蜌馔皟?nèi)油量減少,設(shè)備運(yùn)行溫度會(huì)有所增高。根據(jù)運(yùn)行油位計(jì)指示,達(dá)到z*低限時(shí),就需要停機(jī)補(bǔ)充潤滑油,潤滑油的連續(xù)補(bǔ)給,并不會(huì)改善其劣化狀態(tài),因此若壓縮機(jī)到達(dá)油品更換周期,需全部排空更換壓縮機(jī)專用潤滑油。壓縮機(jī)如在多粉塵及高溫環(huán)境下運(yùn)行,換油周期應(yīng)視具體情況提前更換(正常工況下?lián)Q油周期是2000小時(shí)的,建議縮短到1000-1500小時(shí);正常工況下?lián)Q油周期是4000小時(shí)的,建議縮短到2000-2500小時(shí);其他換油周期的以此類推)。
在條件許可的情況下,壓縮機(jī)潤滑油可以采用定期抽驗(yàn)的方法,根據(jù)油樣結(jié)果酌情是否更換。一般壓縮機(jī)設(shè)備運(yùn)行一年左右,建議對(duì)壓縮機(jī)整個(gè)油路系統(tǒng)做一次系統(tǒng)在線清洗,有條件的用戶每次換油前做一次系統(tǒng)在線清洗;在線清洗劑類似保健品,它的消費(fèi)對(duì)象是螺桿壓縮機(jī)整機(jī)養(yǎng)護(hù)。隨著螺桿壓縮機(jī)的日益普及,由于螺桿壓縮機(jī)保養(yǎng)知識(shí)的缺乏,處于亞健康的螺桿壓縮機(jī)也越來越多,螺桿壓縮機(jī)在線積碳清洗劑也就應(yīng)運(yùn)而生,在線清洗劑由于其免拆卸、方便使用、提升設(shè)備效率等優(yōu)點(diǎn),很快被市場接受。但要明確的是:在線積碳清洗劑只有在每次壓縮機(jī)換油時(shí),堅(jiān)持使用才能減少油路結(jié)焦積碳幾率。若主機(jī)機(jī)頭和油路已經(jīng)嚴(yán)重結(jié)焦積碳,就必須改用線下清洗(主機(jī)、油管、冷卻器拆下來浸泡或外力循環(huán)清洗,油氣桶底部膠狀物浸泡刷洗)。
2、溫控閥動(dòng)作不良
溫控閥作為壓縮機(jī)設(shè)備潤滑油路的中樞,性能的優(yōu)劣直接關(guān)系著壓縮機(jī)的高溫與否。溫控閥主要控制壓縮機(jī)的z*低噴油溫度,因?yàn)檩^低的噴油溫度會(huì)使壓縮機(jī)油分內(nèi)因?yàn)閴毫β饵c(diǎn)關(guān)系而析出冷凝水,容易產(chǎn)生壓縮機(jī)潤滑油乳化現(xiàn)象,縮短潤滑油的使用壽命。當(dāng)溫控閥感溫探頭測得的油溫低于其動(dòng)作值時(shí)(感溫元件的動(dòng)作值有55℃和71℃等),則潤滑油從油氣桶經(jīng)油過濾器直接到主機(jī);當(dāng)溫控閥感溫探頭測得的油溫高于其動(dòng)作值時(shí),內(nèi)部感溫探頭頂針動(dòng)作,推動(dòng)閥芯打開閥內(nèi)旁通,使有流經(jīng)冷卻器,冷卻后的油經(jīng)油濾回到主機(jī)。
3、油過濾器堵塞
螺桿式壓縮機(jī)的油過濾器一般為旋裝式紙質(zhì)過濾器,過濾精度為12um時(shí)有50%的雜質(zhì)分離率,過濾精度為30um時(shí)為99%的雜質(zhì)分離率,能除去潤滑油中的大部分雜質(zhì),保證主機(jī)正常潤滑。油濾內(nèi)底部有止回安全閥,隨使用時(shí)間推移,沉積在濾紙上的雜質(zhì)顆粒會(huì)引發(fā)壓差增大,當(dāng)達(dá)到一定壓差值時(shí),旁通閥打開,潤滑油不經(jīng)過過濾即噴入主機(jī),這樣確保主機(jī)足夠潤滑。但通過旁通閥進(jìn)油后,潤滑油中的大量雜質(zhì)也帶入機(jī)頭,如不及時(shí)處理,會(huì)大大縮短壓縮機(jī)包括軸承的使用壽命。
4、高壓膠管和二次回油管路
目前有一大部分螺桿壓縮機(jī)使用的循環(huán)油管為膠管,隨使用時(shí)間延長,膠管長期處于高溫高壓下,可能會(huì)出現(xiàn)露點(diǎn),導(dǎo)致設(shè)備高溫報(bào)警。更換新油管時(shí)要保證不能低于原有管路的油管管徑,否則有可能因流量不足發(fā)生開機(jī)瞬間高溫,設(shè)備停機(jī)。
二次回油管位于油氣桶的上部,在油分芯內(nèi)部的一根銅管,經(jīng)過回油單向閥與機(jī)頭相連。它的作用是把不斷沉積于油分芯底部的潤滑油吸入機(jī)頭。如果回油管堵塞,使沉積于油分芯內(nèi)的潤滑油隨著分離后的壓縮空氣進(jìn)入后部空氣管道,不但會(huì)增加后處理的困難,還會(huì)使油耗增加,長此以往設(shè)備缺油,高溫報(bào)警。
三、設(shè)備主機(jī)再壓縮及過負(fù)荷
壓縮機(jī)運(yùn)行多年后,隨著主機(jī)軸承的磨損位移和轉(zhuǎn)子的機(jī)械摩擦,導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的內(nèi)泄漏越來越嚴(yán)重,即前一個(gè)壓縮腔壓縮后的高溫油氣混合物泄漏到下一級(jí)工作壓縮腔內(nèi)繼續(xù)被壓縮,導(dǎo)致主機(jī)排氣溫度居高不下。運(yùn)行中可以傾聽機(jī)頭油污異響,可用紅外測溫儀測量主機(jī)各部位溫度,如有異常高溫,需細(xì)查。
壓縮機(jī)過負(fù)荷運(yùn)行同樣會(huì)引起排氣高溫現(xiàn)象發(fā)生,檢查壓縮機(jī)面板設(shè)置的加卸載壓力,有無超出額定壓力的情況,此外容量控制系統(tǒng)不良也會(huì)造成壓縮機(jī)卸載后不能及時(shí)全部關(guān)閉進(jìn)氣閥,導(dǎo)致壓縮機(jī)壓力緩慢升高,設(shè)備超壓運(yùn)行。油分芯堵塞時(shí),高壓的油氣混合物停留在油氣桶內(nèi),而后部管路中壓力傳感器測到的壓力卻很低,此時(shí)壓縮機(jī)會(huì)根據(jù)壓傳給出的信號(hào)繼續(xù)超負(fù)荷加載運(yùn)行,造成設(shè)備高溫。
潤滑油的替換與應(yīng)用
了解了螺桿壓縮機(jī)高溫的原因之后,我們?cè)诒疚膬H探討因潤滑系統(tǒng)原因?qū)е碌母邷丶案纳拼胧?,因此,再了解螺桿壓縮機(jī)的各種潤滑油屬性也非常有必要。
1、普通礦物油
工作條件:中等條件,兼容性強(qiáng)。在正常工況下,推薦換油周期2000小時(shí),避免結(jié)焦積碳形成,抗磨和腐蝕。
2、優(yōu)質(zhì)礦物油
工作條件:苛刻條件,在正常工況下,推薦換油周期3000小時(shí),容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-20℃)。
3、加氫裂解礦物油
工作條件:苛刻條件,在正常工況下,推薦換油周期4000小時(shí),容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-25℃)。
4、半合成油
工作條件:苛刻條件,在正常工況下,推薦換油周期5000小時(shí),容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-36℃)。
5、合成烴油(PAO)
極佳的分水性,低揮發(fā),可降解,兼容性強(qiáng),聚乙二醇(聚醚)、硅油除外。在正常工況下,推薦換油周期8000小時(shí),容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-40℃)。
6、合成酯油
無殘?zhí)?,具備油路清洗功能,可降解,兼容性?qiáng),能跟任意礦物油融合,聚乙二醇(聚醚)、硅油除外。在正常工況下,推薦換油周期8000小時(shí),容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-40℃)。
7、聚乙二醇(聚醚)油
可降解、無積碳、低揮發(fā)等,兼容性差。在正常工況下,推薦換油周期8000小時(shí),容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-50℃),專門針對(duì)使用聚乙二醇(聚醚聚酯)的螺桿壓縮機(jī)主機(jī)。
8、合成硅油
十年免更換,適用噴油螺桿,不產(chǎn)生積碳、油泥或碳漆,管路系統(tǒng)不會(huì)殘留潤滑油副產(chǎn)物,與各種金屬材料和密封件匹配性好。外觀為無色透明水裝液體,另外,粘度指數(shù)極高,容許螺桿壓縮機(jī)低溫下啟動(dòng)(-65℃),專門針對(duì)原廠使用硅油的螺桿壓縮機(jī)主機(jī)。
那么,不同基礎(chǔ)油的螺桿壓縮機(jī)潤滑油成品能否兼容呢?請(qǐng)參照以下表格。
如何解決壓縮機(jī)系統(tǒng)油垢
在壓縮機(jī)工作過程中,由于被壓縮的空氣吸收了功,從而引起被壓縮空氣溫度上升,熱量會(huì)通過許多途徑從壓縮氣體中傳出,這些途徑包括殼體、潤滑系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)等等。壓縮機(jī)實(shí)際工作中有10%~20%的功轉(zhuǎn)換成熱能,而這些熱能都被壓縮空氣和潤滑油吸收。
壓縮機(jī)排氣溫度越高,油分的使用壽命越短。因?yàn)闇囟雀撸瑫?huì)有更多的潤滑油處于氣態(tài),增加油分的工作困難。溫度過高必然降低潤滑油的使用壽命,以及所有密封件及管路的使用壽命。
設(shè)備在運(yùn)行過程中過高的油溫會(huì)降低輸氣系數(shù)和增加功率消耗,甚至出現(xiàn)軸承散珠事故。溫度過高還會(huì)使?jié)櫥驮诮饘俚拇呋鲁霈F(xiàn)熱分解,生成對(duì)工作有害的游離碳、膠質(zhì)和水分,日積月累,這些物質(zhì)若遇瞬間高溫則導(dǎo)致積碳形成,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致主機(jī)螺桿咬死。
因此,解決壓縮機(jī)系統(tǒng)油垢、膠質(zhì)物或積碳的方法就是清洗。
目前空壓機(jī)售后服務(wù)單位大多采用在線清洗劑、酸性清洗劑、堿性清洗劑和溶劑型清洗劑,酸性和堿性清洗劑一般稱為水基清洗劑。溶劑型清洗劑和水基型清洗劑各有利弊:
1、在線積碳清洗劑一般選用油性清洗劑。分為兩種,一種是添加劑,可以按比例添加到即將要保養(yǎng)的壓縮機(jī)油路隨機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),主要分解清理油路系統(tǒng)的輕度油污;一種是清洗油,壓縮機(jī)保養(yǎng)前放掉舊油,直接加注該清洗油,待運(yùn)行30分鐘至2個(gè)小時(shí)排出,系統(tǒng)加注新油。若系統(tǒng)膠質(zhì)物或積碳嚴(yán)重,建議選用水基清洗劑或溶劑型清洗劑行進(jìn)拆機(jī)浸泡清洗。
2、水基清洗劑是以水為基質(zhì)的清洗產(chǎn)品,對(duì)環(huán)境安全。一般推薦循環(huán)清洗,浸泡清洗時(shí)效果相對(duì)緩慢,與以有機(jī)溶劑為基質(zhì)的產(chǎn)品相比有很多優(yōu)點(diǎn),例如:價(jià)格便宜、使用方便。缺點(diǎn):需大量用水沖洗,堿性清洗劑與油污發(fā)生反應(yīng),生成易溶化合物,使油垢溶解,然后用水將其沖洗干凈。清洗時(shí)需謹(jǐn)慎觀察,防止造成合金的晶間脫鉻形成點(diǎn)腐蝕。
3、溶劑型清洗劑是以有機(jī)溶劑為基質(zhì)的清洗產(chǎn)品,溶劑型清洗劑大致分兩種:一種是有兩層液體構(gòu)成,上層為水性防護(hù)液覆蓋,下層為強(qiáng)力滲透劑的溶劑型清洗劑;另一種是有強(qiáng)力滲透劑和增效劑精制而成的純?nèi)軇┬颓逑磩?。清洗效果后者較明顯,后者的缺點(diǎn)是沸點(diǎn)低,揮發(fā)較快;優(yōu)點(diǎn)是清洗后不殘留水分,迅速干燥,不需用水清洗。
注意事項(xiàng):散熱器清洗時(shí)內(nèi)部機(jī)油會(huì)帶出來很多,所以在清洗好以后重新開機(jī)前需添加新的機(jī)油來補(bǔ)充管路和換熱器內(nèi)部的空間,防止開機(jī)瞬間因缺油而引起高溫現(xiàn)象。