提高空压机机组运行安全性和可靠性

提高空压机机组运行安全性和可靠性

马瑞,王立春

四川中烟工业有限责任公司绵阳卷烟厂  四川绵阳  621000

摘要：空压机是气源装置中的主体，它是将电动机的机械能转换成气体压力能的装置，是压缩空气的气压发生装置，是利用空气压缩原理制成超过大气压力的压缩空气的机械。机组控制系统虽然较为成型、设计上考虑因素比较全面。但在现实使用时仍然存在一定的不足。基于此，本文首先介绍了空压机的工作原理，随后从两个方面分析了空压机的故障原因，最后提出了三点提高空压机机组运行的安全性和可靠性的具体举措，以此供相关人士参考。

关键词：空压机；运行；安全性；可靠性

引言：

越来越多的工业生产需要使用空压机，并且空压机安全、稳定地运行，对水气等研究有极大意义，故而对空压机进行重新构建、设备改进，通过干燥气体，高效气液分离等，可以有效解决运行过程中产生污染、运行故障等问题，确保其安全、稳定、长周期的运行，进而提高空压机机组运行的安全性和可靠性。

一、空压机工作原理

（一）螺杆式压缩机

螺杆式压缩机是目前世界上应用最广泛的空压机。其工作原理分为吸气、压缩和排气三个过程。依靠着其内部齿轮间的相互啮合，稳定运作，构成完整的工作循环。因齿轮啮合导致容纳齿间气体的体积变小，压力升高，达到压缩气体的目的。

（二）单螺杆式空压机

单螺旋杆空压机的工作原理是对称性平衡力，两个星轮将空间分为两个区域，星轮交互转动，从而达到对个区域的气体压缩的目的。但目前仍存在很多问题：比如产气量下降速度快，星轮是塑料制品高温条件下易磨损等。

（三）活塞式空压机

活塞式空压机较为落后，其工作原理是利用曲柄连杆机构将原动机的旋转运动转变为活塞的直线往复运动，并通过进、排气阀的开闭进行气体的吸入、压缩和排出。这将导致气体中存在大量的机油，并不适合要求气体纯净度的行业。

（四）滑片式空压机

  滑片式空压机是以低速驱动的传统技术。转子在气缸的定子中旋转，通过离心力将滑片甩出，形成一个个独立的压缩区域，不断地旋转使得压缩区域变小，气压增大，进而实现对空气的压缩。但因为滑片式压缩机较为落后，气体中仍存在大量的机油，也不适合要求气体纯净度的行业，除此之外，滑片式空压机噪声较大，破损率较高。

（五）离心式压缩机

  离心式压缩机工作原理是，空气进入机器后，叶轮飞速转动，气体进入扩压器，完成压缩。其具备很多优点，包括：节能、故障率低、运行成本低、无油等。

二、空压机故障原因分析

（一）压缩机转子锈蚀

一些空压机从投入运行到现在都有一套交替的运转模式，设备在投入前期的运行中，有极高的稳定性和可靠性，并没有出现任何故障。但由于后期压缩机转子锈蚀间隙过大使得轴承磨损严重。转子间气压过大导致压缩机的排气温度急速上升进而导致设备产生高温预警而停止工作。除此之外，设备零件上有不同程度的锈蚀，使得设备运转时内部卡滞。如果有异物进入压缩机内部，随设备高速运转，也有可能导致内部零件磨损、脱落等问题。

（二）产物气体水露点低

  一些地区年温差、月温差等较大，相对湿度较高，且不均衡。尤其进入秋夏季温差变化较大，湿度较高。此时，空压机运作产生的产品气体中含有的水蒸气含量较高。甚至已经超过了空压机设计师对水蒸气的处理量，使得大量的水蒸气进入到干燥器并且其远远超过了干燥剂所能负担的水量。干燥器在脱水过程中充满大量的水，使其脱水周期变长，严重影响了干燥剂的再生状态，导致了成品气体的水露点降低，并且压缩机气室有限，一些气体从其他零件中挤压排出，气体颗粒附着到零件上，也将造成工作环境的污染。

三、提升空压机机组运行安全性和可靠性的具体举措

（一）针对压缩机转子锈蚀的具体举措

1.及时对压缩机进行升级更换改造

当发现压缩机出现转子锈蚀、卡滞问题时，应当立即停止使用压缩机，并且将压缩机拆开检查。进而发现，因压缩气体使得内部零件均有不同程度的磨损以及锈蚀，阴阳转子的间隙变小，螺杆压缩机的齿面出现过度的磨损和碰撞。在实际的运作中，转子间的间隙进一步地变小。首先，应当改变压缩系选用的角接触轴承和圆柱滚珠轴承承受的载荷，因轴承之间的间隙因磨损变大。转子受到干扰，将会造成更大程度的磨损。为保障长期安全的生产，应当对入场设备进行检查，确保转子、管道等无锈蚀，保障压缩机组件不出现卡滞等问题，并及时地对压缩机进行升级、更换和改造，以达到提高生产安全性、稳定性、可靠性的需求。

2. 防止异物进入设备

当有不明物体进入到压缩机内部时，很可能会受转子的高速运转而碾压，进一步粘连到螺杆上，导致不同材质的物体之间的啮合，损伤螺杆。与此同时，高温导致转子膨胀，也会导致转子磨损变大、锈蚀等问题。提高空压机机组运行安全性和可靠性。除此之外，当阴、阳转子的间隙调整不当时，也会导致压缩机的压缩效率下降。因此，应当在压缩机运作前认真检查角度、间隙等是否符合运作的标准规定，以降低压缩机的损耗。

3. 与厂家协商

  因零件复杂，可与厂家联系商量解决对策，解决相应零件故障，提出更换损坏零件、回收损毁零件等需求。尝试循环利用，达到经济效益最大化。考虑设备的运行、时间周期、经济费用等，尝试改进压缩机技术。此外，还可以根据企业的实际需求，设计相关的节能环保、低故障率设备，投入生产和实际运行。

（二）针对成品气水露点低的具体措施

1. 接入干燥的设备

在压缩机未运作时，使用经过多重处理后的干燥的纯净的空气，持续地吹进压缩机的内部管道，形成整个的闭环控制，充分的利用干燥空气对水分的吸附能力，低压低温吹扫除去螺杆、轴承、管道等设备中存留的水，达到干燥设备、防止锈蚀的目的。例如接入双塔气体干燥设备，其可以将饱和的潮湿空气干燥，其优势在于具有泄阀控制装置，可以使放泄阀在干燥剂再生过程中交互关闭和打开，使得其中气体交互减压和加压，干燥气体的同时也不会使得成品气水露点降低。

2. 促进气液分离

压缩机可以设置水气分离器。使得压缩机在压缩空气时容器内产生旋转动力，将混在产物气体中的大粒径液体在离心力的作用下甩出，随后液体触碰到容器壁，在重力的作用下，沉降于底部排出。但是由于此仪器受到气流的影响较大，大量的液体由于向心力被甩出，如果气流速度过快，容器内壁液体过厚，容器壁上的一部分液体也会随着气体旋流而重新回到气相中，使得分离效率大大降低。基于此，可以通过改变压缩机的结构，增大压缩机内部容积，进而提高压缩机对水气的分离效率。继而达到设备干燥的目的。

（三）空压机的运行管理

  在保障空压机正常运行的基础上，使用单位可以制定运转及检修的相关制度，利用制度来保障操作人员参与检修任务，提出运行时相关的问题，提高检修质量，提出新想法建议，可以持续优化对空压机的改造；与此同时，检修人员也参与操作人员的工作，在操作人员工作时，督促其保障工作时的卫生环境、规范使用等，从根本上杜绝因空压机使用不当造成的影响。引导操作人员坚持观察、调控设备，保障空压机各个零件的性能安全。

四、结束语：

为提高空压机的工作效率，以及产生的经济效益，经常性地进行设备查验、干燥、气液分离措施，将空压机运行上的问题暴露出来，提出解决办法，将有效降低压缩机在运行过程中出现问题的可能性，提高空压机机组运行的安全性和可靠性。

参考文献：

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[2] 任洋, 杨亚华, 杨兵,等. 一种提高喷气压缩机运行可靠性的控制方法:, CN112097363A[P]. 2020.

[3] 党言庆, 张建伟, 邓安义,等. 一种提高直线压缩机油泵可靠性的结构及压缩机油泵:, CN111894826A[P]. 2020.