摘要：阐述某核电机组压缩空气生产系统中空压机超温故障并进行原因分析，对引起超温故障的其他原因展开讨论，并提出相应的解决方法，为后续机组压缩空气生产系统的调试工作和维修工作提供经验指导。
关键词：空压机；超温故障；原因分析；解决方法
1.设备简介
某电站的压缩空气生产系统所用空压机属于双级干螺杆型，是一个无油空气压缩机机组。空压机由进气过滤器、压缩机主机、主电机、带冷却器的高压油路系统、加载/卸载气量控制系统、电机启动控制系统、中间冷却器及后冷却器、一级二级水分离器及一级和二级自动冷凝水排放系统组成。
空压机的润滑和冷却系统由主机、分离器、温控阀、油冷却器、冷却剂过滤器、断油电磁阀和主机组成冷却剂的循环靠机组运行后产生的压差由高压自行向低压流动，确保机组的冷却和润滑。该电站压缩空气生产系统采用的是水冷式冷却系统，冷却单元中的中间冷却器、后冷却器和油冷却器均为管壳式热交换器。中间冷却器和后冷却器是水走壳程，油冷却器是水走管程。
以下将阐述某机组压缩空气生产系统中空压机超温故障实例并进行原因析，对引起超温故障的原因展开讨论，并提出相应的解决方法，为后续机组压缩空气生产系统的调试工作和维修工作提供经验指导。
2.故障实例
2.1 空压机房某台空压机的排气温度总是异常
在调试过程中，某台空压机的排气温度总是异常偏高。即使在6台空压机都停运的情况下，此空压机的排气温度也会比其他5台高10℃左右，而且机房温度在许可的范围内，油位正常，推测可能是温度探头的问题。温度探头是一个热敏电阻，在相同温度下，用万用表测得该空压机温度探头的电阻值要比其他5台的小很多，所以确认是温度探头的问题，将温度探头更换后问题得到解决。
英格索兰温度传感器是空压机的主要部件也是温度测量的核心部分，其主要用于英格索兰空压机的温度测量，控制温度在额定数据之间，使得温度在热电阻的作用下，把温度在热电阻的作用下，把温度数据传输到空压机控制系统内，在额度温度内有效的保护空压机并延长空压机的寿命。
2.2 空压机频繁跳机
在调试过程中，启动某台空压机运行，启动一段时间之后，观察控制器的液晶显示器上出现超温报警，开始是1~2天出1次报警，我们检查了此空压机的6KV中压柜发现没有问题，当时认为可能是现场用气量一直很大，由于该台空压机连续运行时间过长导致的电机过热，所以只是将报警复位。经过大概不到一周的时间，导致跳机的报警出现频率达到1小时1次。
经厂家核实，发现压空系统的冷却水回路有故障，冷却回路中的屋顶冷却塔是直接敞口对空的，工作原理是冷却水从冷却塔的顶部流下，以水膜的形式流过填料，在冷却塔风机的作用下空气也会流过填料表面，冷却水与空气在填料表面自然换热完成冷却。在压空系统调试时，ZC子项周围的厂区处在施工阶段，现场灰尘非常大。又由于屋顶冷却塔的风机是一个排风机，冷却塔内部空间是一个微负压的环境，所以现场的灰尘会大量进入到冷却塔内部。用来冷却空压机的冷却水很容易就变得非常浑浊，导致冷却水回路中的Y型过滤器堵塞，使得管路冷却水流量不足，影响油冷却器散热，造成空压机超温故障。及时清理Y型过滤器，在调试阶段提高换水频率，问题得以解决。
3.超温故障分析及处理建议
3.1 危害分析
高排气温度是螺杆空压机最常见的故障，其危害性也是最大的。如果空压机长期处于高温状态，会使轴承和转子材料的物理系数值产生变化，轴承会产生异常摩擦造成损耗。虽然空压机对预防高温加装了保护装置，但故障的存在使该装置频繁动作，影响到企业的正常生产[1]。
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3.2 原因分析及解决方法
前面描述的两个实例，第一个是由于温度探头出现了问题，而第二个是由于主机的油没有冷却到正常温度，导致油温高而引起自动停机，除了这两个方面，引起空压机超温故障还有其他方面的原因，结合调试经验和后期的维修经验，分析和总结了引起空压机排气温度过高的原因及解决方法。
3.2.1 空压机排气端间隙的调整
一般间隙调整不当导致超温的现象出现在空压机运行多年之后，间隙的大小直接影响空压机的工作性能，间隙过大，会降低压缩机的工作效率，造成出气量不足，如果功率达不到，就会造成机器超温而自动停机；间隙过小，即使暂时运转正常，但是时间一长，容易使轴承磨损，而且转子端与排气端产生摩擦，导致主机损伤[2]。通用的调整方法是用百分表校对前后间隙，螺杆是比较精密的部件，每一种主机的安装方式是不一样的，有的是螺母锁紧校对，有的是垫片安装校对。出现此类故障建议所有的主机维修必须由专业人员进行检查和处理。
3.2.2 油路系统故障
润滑油品质差、油量不足或油路元件工作异常都会使油温升高，从而引起温高故障。
1.机组润滑油液位太低。从油窥镜中能观察到润滑油的液位，正常情况应该在加载时，油位不能超过一半，工作压力必须在0.55MPa以上，以使油气混合物在分离器的初级分离过程中真正达到效果[3]。
2.油量不足。如果发现油量不足，首先应检查油气分离器和冷却液过滤器是否堵塞。该项目上空压机采用的冷却剂滤器的可滤性能为5微米，滤芯可更换，在其壳体上带压力释放旁通，这样确保了不会发生油不足现象。
3.润滑油品质差。润滑油在空压机运行过程中不断与高温高压空气接触，很容易被氧化，油品容易变质，酸值增高，粘度增大并出现沉积物，所以对于润滑油的选择要求很严格，螺杆式空压机一般选用优质加氢矿物油或合成油作为基础油，其添加剂也要求尽量选用无灰型添加剂，减小积碳倾向，而且为了防止润滑油产生乳化，造成油气分离不清，尽量采用具有好的抗乳化和油水分离性能的润滑剂。
4.断油阀异常。断油电磁阀为二通常闭阀。启动时开启，使冷却油循环冷却螺杆，停机时关闭，油气分离器的油不能回到螺杆处，断油阀失灵一般表现为：断油阀膜片被油内杂质堵塞、膜片破裂或老化，造成断油阀打不开，处于封闭或半封闭状态，造成主机超温；另外，断油电磁阀未得电或线圈损坏，同样也会造成电磁阀打不开，主机得不到润滑油的冷却，造成超温故障。所以，电磁阀出现故障，应及时拆卸维修或更换。
5.温控阀异常。温控阀利用温控元件根据油温控制阀芯的开启度，从而控制通过油冷却器的油量，让冷、热油混合后到主机去，从而控制喷油和排气温度。温控阀一般故障表现为：第一，热敏弹簧疲惫失去弹性，使其不能随温度改变而改变；第二，使用一段时间后，阀体被磨损，或者阀芯卡死无法正常封闭。所以温控阀出现破损或变形时，应及时更换。
3.2.3 冷却系统故障
螺杆空压机的冷却方式有两种：水冷和风冷。冷却系统对空压机排气温度的影响分以下情况：
1.环境温度高。标准空压机设计应在2℃至46℃的环境温度范围内操作使用。如果达不到要求，通过改善室内通风，开启厂房屋顶风机等方法解决。
2.温度传感器故障、温度表故障。温度传感器，温度表失准也会引起超温故障导致停机。
3.冷却部件故障。冷却单元中的中间冷却器、后冷却器和油冷却器均为管壳式热交换器，中间冷却器和后冷却器是水走壳程，油冷却器是水走管程。冷却水并行流经这三个冷却组件，起到冷却作用。以下情况都可能会引起空压机超温故障：水冷机进水量不足，进水水温过高，冷却器结水垢，沉积堵塞（水路部分），冷却器内有油垢（油路部分），风冷机散热器太脏，散热风扇异常，风量不足，排风管道不畅通或排风阻力（背压）大，风管太长，风扇未开启或者风扇故障。解决方法是从源头进行排查，对部件进行更换和维修。
4、总结
压缩空气生产系统主空压机组作为核电站压缩空气的主要来源，承担着为整个核电厂所有气动设备的启/停、运行、维修提供压缩空气的任务。然而，空压机超温故障是一种常见故障，故障的发生不仅影响整个电站压缩空气来源的稳定可靠性，而且本身也会加剧设备的耗损，缩短设备的寿命，所以，应该高度重视设备中出现的各种问题，从厂房的土建到设备的安装及调试过程都应该严格按照技术规格书，设备使用说明书进行安装调试和保养。并且，提前做好预防超温故障的一系列启用前的检查工作，利用好站内监控系统对空压系统及相关设备进行实时、安全、可靠的监测与控制，提前消除安全隐患、保障压空系统稳定可靠供气。
参考文献
[1]孙鹏，郝建宇，夏友刚，刘玲玉.浅析空压机排气温度过高的故障排除和改造.生产建设，69.
[2]褚学国.EP200喷油双螺杆空压机超温故障分析.设备管理与维修，2009（6）：27-28.
[3]微油螺杆空压机用户培训手册。
论文作者:刘雁,李豪杰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第1期
论文发表时间:2018/6/13
标签：空压机论文; 冷却器论文; 温度论文; 压缩空气论文; 温故论文; 系统论文; 冷却水论文; 《建筑学研究前沿》2018年第1期论文;