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風冷螺桿式空壓機高溫原因及解決方法
昆山遠方機電設備有限公司 2015/9/22 15:40:00全可靠、無害無污染的壓縮空氣已成為工廠企處中不可缺少的動力源,被廣泛應用于動力輸送,風動工具,鋼結構件表面涂裝除銹,自動化控制等幾十種行處,幾百種工藝設備之中,因此作為產(chǎn)生壓縮空氣的空氣壓縮機便成為每個生產(chǎn)企處中不可缺少的設備之一。
經(jīng)濟的發(fā)展及科技的進步,節(jié)能、長壽、低聲及低污染的螺桿式空壓機逐步取代了老式的曲柄連桿機構的活塞式空壓機,以其可靠優(yōu)越的性能,在各個企處中迅速普及。于此同時,也帶來了螺桿式空壓機使用、維護、保養(yǎng)及維修等一系列新問題。運行高溫(表溫高于100丈),是螺桿式空壓機最常見的故障之一,尤其是夏季最為嚴重,成為困擾眾多空壓機用戶的問題之一本論文針對這一問題從理論結合實踐經(jīng)驗進行探討。
2局溫的危吾產(chǎn)生壓力的同時也會產(chǎn)生熱量,壓力和熱量成正比關系,因此空壓機產(chǎn)生壓縮空氣的同時,也產(chǎn)生了一些副產(chǎn)品一一熱量,壓力越高、流量越大,產(chǎn)生的熱量越多若要空壓機連續(xù)可靠地運行,則必須將這部分“副產(chǎn)品”冷卻到適當?shù)臏囟龋ㄒ话銥?0~90丈)。
螺桿式空壓機現(xiàn)今有十幾個品牌,幾十種型號,按冷卻方式可分為水冷式和風冷式2種簡單地講,水冷式既用循環(huán)水通過換熱器帶走冷卻油中的熱量;風冷式既用流動空氣通過散熱器帶走冷卻油中的熱量。2種冷卻方法相比之下,風冷式減少了冷卻塔、蓄水池、循環(huán)泵及管道等設備,比較簡便,受到廣大用戶的普遍歡迎。
因此我們北方地區(qū)風冷式空壓機居多,約占總數(shù)的90 %以上。
根據(jù)風冷螺桿式空壓機的原理及結構,其冷卻油的循環(huán)為:分離器罐(油池)―溫控閥―散熱器―濾清器―壓縮機―分離器罐(油池)。其中冷卻部分為用風扇強制流動空氣通過散熱器毛細管,帶走熱量而起到冷卻作用。
空壓機組在長期高溫或準高溫下運行會產(chǎn)生如下危害:進氣-空氣*器油過濾器質(zhì)、老化甚至產(chǎn)生結焦、積炭,堵塞油濾器及油氣分離器,若要保持正常運行必須頻繁更換油氣分離器及油濾器,加大了運行成本及維修的工作量。
散熱器毛細管內(nèi)壁,使毛細管變細,冷卻油流量減少,并且影響了熱量傳導,便更加加劇了高溫現(xiàn)象,造成惡性循環(huán),最終將散熱器芫全堵塞。
壓縮機軸承的油孔,便造成了軸承潤滑不良,加速了軸承的磨損,輕者將轉(zhuǎn)子與殼體磨損(轉(zhuǎn)子與殼體之間的間隙為0.10~0.12mm),重者使轉(zhuǎn)子與端蓋粘連,壓縮機報廢。
溫度保護裝置(一般最高保護溫度在11丈~12丈),當機組溫度達到保護溫度嚴重時,20~ 30min機組便會自動停車,嚴重影響了生產(chǎn),有些連續(xù)作處的企處便不能生產(chǎn)。
3高溫的原因分析修這一故障時分析總結出如下的原因及相應的解決方法:3.1散熱器外部堵塞由于空壓機組長期運行其間強制空氣流通過散熱器,冷卻風中難免攜帶空氣中的油污、灰塵、甚至雜草、樹葉、羽毛、花絮、朔料袋等雜物將散熱器外部毛細孔堵塞,嚴重時會連光線都不能穿過,使冷卻風不能通過散熱器或通過量不足,使散熱器既失去了冷卻散熱的功能,冷卻油通過散熱器后不能降溫或降溫不足。一般定型產(chǎn)品的空壓機在設計制造時其散熱器的面積(冷卻能力)均有20%~30%的余量,當冷卻油的溫降小于其余量時,空壓機就會產(chǎn)生高溫。
3.2散熱器內(nèi)部堵塞于其基礎油的含量不同,油料添加劑不同,合成油與礦物油的成份不同,若混加了不同牌號的冷卻油,空壓機運行時,在高溫高壓下會產(chǎn)生粘稠的焦狀物,附著在散熱器毛細管內(nèi)部,冷卻后凝固變硬,逐漸積累,直到將毛細管芫全堵塞。
冷卻油會產(chǎn)生積炭附著在管壁上,拐角處更加易附著,隨著積炭厚度的增加及機器運轉(zhuǎn)的振動,積炭會脫落成片狀或稞粒狀物,堵塞毛細管及軸承油孔,不僅空壓機高溫還會加速軸承磨損。
卻油,冷卻油中會產(chǎn)生油泥,油垢,氧化物及金屬磨屑,附著在內(nèi)部,使毛細管變細,直至堵塞。
原因,都會降低散熱器的導熱系數(shù),減少冷卻油的流量,降低散熱器的冷卻能力直到失效,造成機組高溫。
3.3溫控閥失效6m3/min以上空壓機組無論何種品牌均裝有溫控裝置,其作用其一為便于空壓機組冬季啟動;其二為運行時保持最佳衡定的油溫(一般為80~90丈)。溫控闊芯均為內(nèi)部充裝乙醚,遇熱膨脹,一般在65T時開始動作,閥桿推動閥芯,控制大循壞油孔的開度,平衡進入散熱器冷卻油量。溫控閥芯長期使用(一般為1~3年)會產(chǎn)生乙醚泄漏或疲勞,使閥芯推力不夠或無推動或閥芯卡在某個部位,使參與冷卻循環(huán)的油量減少,造成機組高溫。
3.4油濾器堵塞積炭等情況必然會堵塞油濾清器;(2)若超過了2個保養(yǎng)周期而未進行保養(yǎng)則必然會堵塞油濾清器;(3)若使用了過濾密度不夠的空氣濾芯或進氣管道上有泄漏,空氣中的灰塵會隨空氣進入機內(nèi)的冷卻油中,經(jīng)循環(huán)大部分會集在油濾器上,長期運行會堵塞油濾器。
油濾清器堵塞會使參與循環(huán)的油量減少,造成機組高溫。3.5無冷卻風或冷卻風量不足停轉(zhuǎn);路,電機停轉(zhuǎn);風扇停轉(zhuǎn);使風扇葉輪與輸出軸不同步,俗稱“皮帶打滑”“風扇轉(zhuǎn)'造成冷卻風量不足;風量不足。
3.6油氣分離芯堵塞任何品牌的螺桿式空壓機均有油氣分離裝置,其作用是將油氣混合物中的壓縮空氣分離并從出口排出,將冷卻油留在分離器內(nèi)繼續(xù)循環(huán),新的油氣分離芯的密度為3~5|xmm,分離前后的初始壓差值為0.01~0.03MPa(壓差值=分離前壓力-分離后壓力)。
積炭等現(xiàn)象,堵塞油濾器和散熱器的同時必然會堵塞油氣分離芯;(2)―般油氣分離芯的使用壽命在4000~6000h,隨著運行時間的延長其密度會增大(小于3mm),俗稱“油分堵塞,壓差值增大,分離前壓力升高。
根據(jù)壓力與溫度成正比的原理,壓差值越大既分離前壓力越大,機組產(chǎn)生的熱量越多,若超過了散熱器的冷卻能力機組就會高溫堵塞嚴重時安全閥會起跳(一般安全閥的起跳壓力大于出口壓力0.15MPa)。
3.7冷卻油量不足縮機的分離密度為3xl-6,也即其所產(chǎn)生的壓縮空氣中含油量為3xl-6,即0.03mL/m3(每立方米的壓縮空氣中含有0.03mL的冷卻油),以10m3/min機組為例其每天需消耗30mL的冷卻油。
難免會出現(xiàn)管路、接頭、密封部件泄漏或油氣分離器跑油,若未能及時發(fā)現(xiàn),及時修復,會使冷卻油不足。
卻循環(huán)的油量過少,造成機組古;曰3.8通風不良過小,P且力過大;(2)通風管道過長,阻力過大;(3)通風管彎曲過多,阻力過大。
雖然機組冷卻系統(tǒng)均無故障,但因通風量不足,造成機組局溫。
3.9環(huán)境溫度過高風冷式空壓機的使用溫度不應超過35,以下原因均會造成壞境溫度過高:(1)無窗或單面窗;(2)向陽空間內(nèi)或地下室內(nèi),且不安裝通風管道;(3)機房內(nèi)同時還有其它產(chǎn)生熱源的設備;(4)室內(nèi)空間過小。
以上原因使室內(nèi)溫度越來積越高,造成機組高溫。
3.10循環(huán)油路中有異物堵塞此種現(xiàn)象較為少見,但也時有發(fā)生,常見的異物有未清理干凈的鑄件型砂,油濾器上的橡膠密封墊,油濾、油分上脫落的濾棉濾紙,單螺桿機組上的打碎的星輪殘片,加油時掉落的異物等,這些異物堵塞在管路中,使機組油路循環(huán)不暢,造成高溫。通常這些異物多堵塞在油路系統(tǒng)中直徑較細的管路處。
3.11溫度設定不當有些電腦版的機組是采用溫度傳感器來控制風扇電機啟動與停止的,若設定的控制溫度過高則機組運行必然高溫。3.12機組超負荷運行一些空壓機組由于選型不當或生產(chǎn)規(guī)模擴大,造成壓力和排量不足,便人為地超負荷運轉(zhuǎn),造成溫度升高。
4解決方法出冷卻油,拆除散熱器,先用0.5~0.7MPa的壓縮空氣吹掃散熱器正反兩面,除去灰塵雜物,再用霧狀油污清洗劑或香蕉水(遠離火源)吹掃縫隙及表面的油污,露出金屬表面,重新安裝即可。
出冷卻油,拆除散熱器,倒出內(nèi)部的殘余油物,用pH值大于10的堿性碳污清洗劑浸泡內(nèi)部6~8h,再用清水沖洗干凈,用壓縮空氣吹干,重新安裝即可。
注意一定要選用對有色金屬不氧化、不腐蝕的清洗劑。以上2種方法同時使用則效果最佳。
機組高a丨;c控閥芯,用90丈的熱水浸泡5min,若閥芯的開口或閥桿的動作不足10mm則可判定閥芯失效,在確認溫控閥芯動作的滑道上無障礙時,更換新閥芯即可。
與油濾清器必須同時更換,同時檢查并密封進氣管道,選用密度合適的空氣濾清器。
更換電機、復位熱繼電器、更換調(diào)整皮帶、皮帶輪、葉片。
換油氣分離芯,同時更換冷卻油及油濾清器。
冷卻油,冷卻油量應保持在油窗或油位計的2/3處,過多會使壓縮空氣中含油量增大,過少會造成高溫,油位應每天檢查一次。
截面積應不小于散熱器面積的80%,通風管的長度不宜超過10m.通風管的彎頭只允許一個,彎頭處應有圓弧過渡,出口處1m內(nèi)無障礙物。
兩側(cè)開通風窗或加裝引風機,屏敞其它設備熱源,增強室內(nèi)通風,地下室內(nèi)的要安裝通風管道,將室內(nèi)溫度降低到35丈以下。
細管路接頭處查起,拆除管路,清除異物。
適當溫度值,夏季設定在70~ 80丈,冬季設定在80~90丈為宜。
低壓力,減少排量。
5檢查與判斷方法壓機運行高溫問題的原因,可用如下方法檢查判斷:風冷式空壓機組與水冷式的區(qū)別在于:風冷式用冷卻風吹過散熱器的方式帶走熱量,而水冷式則用冷卻水通過換熱器的方式帶走熱,因此水冷式機組除上述原因外還要檢查:空壓機組的冷卻水溫度不應超過32T:;的過度磨損會使循環(huán)水的壓力不足,水量不夠(進入空壓機組的水壓必須大于0.3MPa);水垢、淤泥會嚴重影響冷卻效測最熱器進口溢差風機傳感器失靈向外排風不楊敢熱器外部堵塞風扇丟轉(zhuǎn)。葉片變形風扇電機損壞或斷電風機設定溫度過*環(huán)境溫度過高缺油溫控閥失效油濾器油氣分離芯堵寒管路中有異物熱器內(nèi)部堵*果,也是不可避免會產(chǎn)生的,因此必須每年清理一次。
6預防措施及結論總之,若要延長空壓機組的使用壽命,保障生產(chǎn)連續(xù)進行,就必須對機組作出有預見性的維修保養(yǎng),做到防患于未然:(1)加強操作工人的責任心與崗位責任制,定期巡檢,及時發(fā)現(xiàn)問題,及時報告并及時解決,將故障消滅在萌芽狀態(tài),不允許帶病運行,杜絕跑、冒、滴、漏現(xiàn)象,每班做好工作記錄。(2)定期保養(yǎng),定期檢修,及時更換空氣濾芯、油濾器、油氣分離器芯及冷卻油,定期吹掃清洗散熱器,檢查風扇、皮帶及風扇電機等,并做好檢修記錄。(3)采用合格的零部件,尤其是冷卻油,一定要采用有質(zhì)量保證的油品。不同品牌的冷卻油不能混加。(4)不斷改善作處條件及作處環(huán)境,盡量遠離灰塵、遠離高溫、遠離污染、改善通風條件。
如遇突發(fā)性的包括高溫在內(nèi)的故障(其它類型的故障請見其它相關文章),也不要慌張,工程技術人員及維修工應本著由表及里、由此及彼、由外向內(nèi)、由簡到繁的原則,“望、聞、問、切”,借助儀器、儀表,準確判斷出原因所在,“對癥下藥,手到病除”,切勿盲目SL拆,不但增加了勞動量,耽誤了時間,還易傷及無辜的部件。
7結語在工作中,我們可喜地看到有很多單位變廢為寶,將空壓機的副產(chǎn)品一熱量充分利用,近一步實現(xiàn)了“低碳生產(chǎn)”。如某汽車4S店將風冷散熱器改成熱交換器,產(chǎn)生的熱水供職工浴池;某涂裝廠將空壓機吹出的熱風引入職工休息室解決了冬季取暖問題,某紡織廠將空壓機的熱風引入車間以保持車間恒溫等等我們認為這是一個很好的發(fā)展方向,各單位均可因地置移,充分利用這部分能源,同時也為我們這些維修技術人員提出了一道新的課題,相信在這個課題里定會大有作為的。
空壓機已基本普及的今天,我國到目前為止還沒有發(fā)行一套有關螺桿式空壓機使用、保養(yǎng)、維修等方面的系統(tǒng)性、權威性書籍,生產(chǎn)廠家的說明書中對故障檢修僅做了簡單介紹,根本不能概括各個企處中的各種特點及由此產(chǎn)生的各種問題,加之專處人員缺乏,因此關于螺桿式空壓機的維修、保養(yǎng)工作還非常的不芫善、不規(guī)范。若要做到有章可循的管理方法還需很長一段時間的努力。
(上接第60)并計算飛輪矩5結論的公式、函數(shù)功能,利用解析法進行綜合活塞力與切向力的計算及其曲線的繪制,可以將工程設計人員從繁雜的程序編制和數(shù)學運算中解放出來,而且操作簡便,還可以提高機械設計的效率和設計計算精度。更重要的是利用Excel環(huán)境下的數(shù)據(jù)處理實現(xiàn)在二維環(huán)境下切向力曲線的繪制從而確定幅度面積以計算飛輪矩,進行飛輪的快速設計如果利用Excel表格中的單元格引用,當設計或操作條件改變時,只需要在相應的單元格中改變計算參數(shù),與之相關的一系列計算值、圖表在Excel環(huán)境下會自動更新,因此在變工況條件下可以快速實現(xiàn)核算原設計的飛輪是否滿足運行要求由此可見將計算機技術應用于工程設計計算具有重要的意義。