空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及運(yùn)行中的常見故障分析

1、空壓機(jī)的結(jié)構(gòu)原理及運(yùn)行中的常見故障分析一、 我廠目前空壓機(jī)的現(xiàn)狀：我廠目前共有5臺空壓機(jī)，2小3大，采用的輸送空壓機(jī)為單級、噴油、水冷、電動機(jī)驅(qū)動的低燥聲固定式螺桿壓縮機(jī)。機(jī)組主要有：主機(jī)、電動機(jī)、油氣分離器、油冷卻器、后冷卻器和底盤等零部件組成，并被封閉在隔聲罩內(nèi)。隔聲罩一側(cè)設(shè)有電氣控制柜。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便。編號3、4、51、2型號LS-25S-300LWCLS-25S-200LWC流量Q=41.8m3/min28.3m3/min壓力P=0.7MpaP=0.7Mpa功率224KW150KW電壓等級6000V/3380/3額定電流27.2A270A轉(zhuǎn)速1485r/min1485r/mi

2、n廠家美國壽力公司美國壽力公司二、 空壓機(jī)的主要系統(tǒng)、設(shè)備及結(jié)構(gòu)原理在壓縮機(jī)的機(jī)體內(nèi)有一對精密加工的相互呲合的轉(zhuǎn)子，其中陽轉(zhuǎn)子有四個齒，陰轉(zhuǎn)子有六個齒。電機(jī)通過金屬迭片撓性聯(lián)軸器帶動陽轉(zhuǎn)子，再由陽轉(zhuǎn)子帶動陰轉(zhuǎn)子一起高速旋轉(zhuǎn)。隨著齒間容積的不斷縮小，從空氣濾清器中被吸入的空氣不斷地被壓縮而升高壓力，當(dāng)齒間容積與壓縮機(jī)的排氣口相通時，壓縮空氣便從排氣口排出、進(jìn)入油氣分離器。經(jīng)油氣分離后的氣體依次通過最小壓力閥、后冷卻器和疏水閥而排出機(jī)外，供給用戶。分離出來的潤滑油沉降到油氣分離器的底部，在壓差作用下，經(jīng)冷卻后再回到主機(jī)工作腔而循環(huán)使用。1、吸氣系統(tǒng)11 吸氣系統(tǒng)的工作過程 吸氣系統(tǒng)主要由空氣濾清器

3、、進(jìn)氣閥、壓縮機(jī)主機(jī)以及彎頭、接管等組成。機(jī)組正常運(yùn)行時，空氣濾清器進(jìn)氣口吸入空氣，經(jīng)過濾后由打開的進(jìn)氣閥進(jìn)入壓縮機(jī)工作腔，被高速旋轉(zhuǎn)的陰、陽轉(zhuǎn)子壓縮而升高壓力，當(dāng)齒間容積與排氣口相通時，便從壓縮機(jī)的排氣口排出。12 空氣濾清器 空氣濾清器的作用是將吸入的空氣加以過濾，保證進(jìn)入壓縮機(jī)的空氣清潔干凈。如果吸入的空氣中混有雜質(zhì)，會引起轉(zhuǎn)子型面的磨損，并污染潤滑油。13 進(jìn)氣閥 進(jìn)氣閥的功能是控制進(jìn)氣量。機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時，進(jìn)氣閥處于全開狀態(tài)。當(dāng)用戶所有的氣量減小時，由氣量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)通過調(diào)節(jié)杠桿，控制蝶閥開度減小，從而減小壓縮機(jī)的進(jìn)氣量。當(dāng)用戶停止用氣時，進(jìn)氣閥關(guān)閉，停止進(jìn)氣，壓縮機(jī)進(jìn)入空載運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)

4、用戶恢復(fù)用氣時，調(diào)節(jié)裝置又會調(diào)節(jié)進(jìn)氣閥使之重新打開。2、排氣系統(tǒng)21 排氣系統(tǒng)的工作過程排氣系統(tǒng)由壓縮機(jī)、油氣分離器、最小壓力閥、安全閥、放空閥、后冷卻器、疏水閥和連接管路組成。經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后的油氣混合物，通過壓縮機(jī)排口進(jìn)入油氣分離器，把潤滑油從壓縮空氣中分離出來，從而獲得潔凈的壓縮空氣。經(jīng)油氣分離后的壓縮空氣通過最小壓力閥后，依次進(jìn)入后冷卻器和疏水閥，將高溫氣體冷卻至常溫及將壓縮空氣中的冷凝水分離出來，最后排出機(jī)外供用戶使用。22 最小壓力閥最小壓力閥位于油氣分離器的頂蓋上，其作用是確保油氣分離器中的壓力不低于034MPa，從而保證潤滑油在油管路中正常運(yùn)行，還可降低油耗。因此只有當(dāng)分離器中的

5、壓力大于034MPa時同時高于管線壓力，最小壓力閥才會打開。其次，在壓縮機(jī)聯(lián)網(wǎng)使用時，最小壓力閥還可起單向閥的作用，當(dāng)壓縮機(jī)卸載時，阻止管網(wǎng)中的壓縮空氣倒流到分離器及主機(jī)中去。2 3 自動放空閥 最小壓力閥的旁邊設(shè)有一個自動放空閥。當(dāng)壓縮機(jī)卸載或停機(jī)時，放空閥自動打開，使油氣分離器與大氣接通，放氣卸壓。放空閥帶有一個消聲器，用來降低排氣產(chǎn)生的噪聲。24 疏水閥 疏水閥的作用是將冷凝水從壓縮空氣中分離出來，并通過一根塑料軟管排出機(jī)外。 操作人員應(yīng)定時觀察，是否有水排出。一般來說，夏天氣溫高，濕度大，排出的水就多。冬天氣溫低，濕度小，排出的水也就少。如果沒有水排出，說明疏水閥已被堵塞，應(yīng)拆開清洗，

6、疏通排水管道。2 5 安全閥 油氣分離器上設(shè)有安全閥。當(dāng)分離器內(nèi)的壓力超過設(shè)定壓力時，安全閥會自動打開，迅速放氣卸壓，從而確保機(jī)組的安全。本機(jī)組還設(shè)有高壓停機(jī)開關(guān)。當(dāng)油氣分離器中的壓力達(dá)到設(shè)定壓力時就會自動停機(jī)。所以，在正常情況下，安全閥是不會打開的。3、油路系統(tǒng)31 油路系統(tǒng)的工作過程油路系統(tǒng)由壓縮機(jī)、油氣分離器、熱力閥、油冷卻器、油過濾器及相應(yīng)的連接管路組成。油氣分離器中的潤滑油經(jīng)熱力閥進(jìn)入油冷卻器，冷卻后的潤滑油經(jīng)三通、油過濾器而進(jìn)入主機(jī)工作腔，與吸人的空氣一起被壓縮，然后排出機(jī)體，進(jìn)入油氣分離器，完成一個循環(huán)。在這里，潤滑油的作用體現(xiàn)在三個方面：(1)冷卻。噴入機(jī)體內(nèi)的潤滑油能吸收大量

7、的空氣在壓縮過程中產(chǎn)生的熱量，從而起到冷卻的作用。(2)潤滑。潤滑油在兩轉(zhuǎn)子之間形成一層油膜，避免陰、陽轉(zhuǎn)子直接接觸，從而避免轉(zhuǎn)子型面的磨損。此外，經(jīng)內(nèi)部油路到達(dá)各個潤滑點(diǎn)，潤滑軸承和齒輪。(3)密封。具有一定粘度的潤滑油可填補(bǔ)轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子之間，轉(zhuǎn)子與機(jī)殼之間的間隙，從而減少機(jī)體內(nèi)部的泄漏損失，提高壓縮機(jī)的容積效率。32 熱力閥熱力閥的作用是調(diào)整噴油溫度，保證油溫在77運(yùn)行，防止產(chǎn)生冷凝水，使油氧化變質(zhì)熱力閥內(nèi)腔有一個旁通閥門，此門是常開的。當(dāng)油溫低時，熱力閥不動作，潤滑油經(jīng)旁通閥門、旁通油管、三通、油過濾器而未經(jīng)冷卻直接進(jìn)入主機(jī)工作腔。當(dāng)油溫升高后，熱力閥打開并逐步關(guān)閉旁通閥門，潤滑油進(jìn)入油冷

8、卻器，進(jìn)行降溫。然后經(jīng)三通、油過濾器而進(jìn)入主機(jī)工作腔。33 油過濾器油過濾器用來濾去潤滑油中的雜質(zhì)，以保證潔凈的潤滑油進(jìn)入主機(jī)工作腔和各潤滑點(diǎn)。如果潤滑油中含有雜質(zhì)，就會引起轉(zhuǎn)子型面、齒輪嚙合面和軸承的磨損，減少壓縮機(jī)的壽命。油過濾器的濾芯應(yīng)定期更換，以保證油路暢通。油過濾器頂部設(shè)有壓差傳感器。當(dāng)濾芯前后的壓差超過設(shè)定的壓力(O14MPa)時，監(jiān)控器的面板上就會顯報警，提醒機(jī)組操作人員及時更換濾芯。34 回油管油氣分離器頂蓋上設(shè)有兩路回油管，分別將初級濾芯和二級濾芯底部的少許潤滑油回收到壓縮機(jī)的機(jī)體內(nèi)?；赜凸苌显O(shè)有視油鏡、供操作人員觀察回油情況。壓縮機(jī)滿載時，應(yīng)有較大的流量，卸載時，流量很小，

9、甚至沒有。若滿載時斷流或流量很少，應(yīng)停機(jī)卸壓后清洗回油過濾器。3.5 斷油閥：斷油閥的作用是停機(jī)時切斷主機(jī)工作腔供油。4、油氣分離器41 油氣分離器的功能油氣分離器由罐體和濾芯組成。濾芯有兩個，一個是初級濾芯，作粗分離用。另一個是二級濾芯，作精分離用。油氣分離器的功能體現(xiàn)在四個方面：(1)作為初級分離器。 來自主機(jī)的油氣混合物進(jìn)入油氣分離器后，首先進(jìn)行機(jī)械離心式分離并撞擊分離器內(nèi)設(shè)置的壁面擋板，降低其流速，形成較大的油滴。由于油滴自身的重量，它們大部分沉降到分離器的底部。(2)作為壓縮機(jī)的儲油罐，儲存潤滑油。(3)安裝濾芯。 罐體內(nèi)裝有兩個濾芯初級濾芯和二級濾芯。 進(jìn)入罐體內(nèi)的油氣混合物經(jīng)離心

10、分離、撞擊分離后，再通過這兩道濾芯，作精細(xì)分離，把殘留在壓縮空氣中的少量潤滑油分離出來，并積聚在濾芯的底部。然后分別通過兩根回油管，回到主機(jī)進(jìn)氣口，吸人工作腔。(4) 穩(wěn)壓作用。 由于油氣分離器罐本身儲存一定量的氣體，可有效地避免用戶管路中的壓力波動，從而起到穩(wěn)定壓力的作用。42 濾芯的更換由于油路系統(tǒng)中或多或少存在某些雜質(zhì)，濾芯工作一段時間后，會發(fā)生阻塞現(xiàn)象，使壓縮空氣通過濾芯的阻力增加，影響機(jī)組的正常工作。因此，操作人員應(yīng)根據(jù)監(jiān)控器面板上顯示的信號，及時更換濾芯。43 加油管和視油鏡油氣分離器向外的一端設(shè)有加油管和視油鏡。因?yàn)榕懦鰤嚎s空氣中或多或少含有壓縮機(jī)油，所以壓縮機(jī)運(yùn)行一段時間后分離

11、器中油位會降低，需要補(bǔ)充。運(yùn)行過程中應(yīng)保證油位在中間位置。5、水路系統(tǒng) 51 水路系統(tǒng)的工作過程水路系統(tǒng)包括油冷卻器、后冷卻器、支撐部件和連接管路。冷卻水首先進(jìn)入后冷卻器，再進(jìn)入油冷卻器，最后排出機(jī)外。52 后冷卻器后冷卻器為管殼式換熱器，其功能是冷卻壓縮空氣。從最小壓力閥出來的高溫高壓氣體進(jìn)入后冷卻器后，把大部分熱量傳給冷卻水，從而，獲得常溫的壓縮空氣。53 油冷卻器油冷卻器也是管殼式換熱器，其功能是冷卻潤滑油。從油氣分離器出來的潤滑油，經(jīng)熱力閥進(jìn)人油冷卻器后，把一部份熱量傳給冷卻水，然后進(jìn)入壓縮機(jī)工作腔。54 冷卻水的質(zhì)量為使冷卻器長期保持良好的換熱效果，延長冷卻器的使用壽命，必須使用潔凈

12、的冷卻水。55 進(jìn)水溫度、壓力和耗水量(1) 冷卻水的溫度應(yīng)30；若高于32，氣冷和油冷應(yīng)各自設(shè)置進(jìn)出水管，不能串聯(lián)；(2) 進(jìn)水壓力應(yīng)大于或等于O2MPa，小于O5MPa；(3) 當(dāng)水溫在2729時，機(jī)組的耗水量為15T/h左右。56 停機(jī)放水在冬季，為防冷卻器被凍裂，停機(jī)后應(yīng)將冷卻器中的積水放掉。機(jī)組長期不用，也應(yīng)將積水放掉。6、氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能是根據(jù)客戶用氣量的大小，自動調(diào)節(jié)壓縮機(jī)的進(jìn)氣量，以便達(dá)到供需平衡。當(dāng)用氣量等于機(jī)組的額定排氣量時，機(jī)組將在滿負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。此時，控制進(jìn)氣量的進(jìn)氣閥保持最大開度，螺旋閥的指針將指向最大位置(MAX)；當(dāng)用氣量小于額定排氣量時，本系統(tǒng)將

13、自動控制進(jìn)氣閥的開度，相應(yīng)降低進(jìn)氣量；當(dāng)客戶停止用氣時，進(jìn)氣閥將自動關(guān)閉，停止進(jìn)氣。此時，機(jī)組將在較低的背壓下運(yùn)行，處于空載狀態(tài)，螺旋閥的指針指向最小位置(MIN)。下面分四種不同的狀態(tài)，詳說明氣量調(diào)節(jié)系統(tǒng)的功能。(1)起動階段(輕載起動過程) 控制進(jìn)氣閥的開合有兩路氣體分別是開啟氣路和關(guān)閉氣路。開啟氣路的主要組件是減壓閥和啟動電磁閥；關(guān)閉氣路有加，卸載電磁閥和部分負(fù)載壓力調(diào)節(jié)器等。 按下起動鍵，切斷開啟氣路，打開關(guān)閉氣路。經(jīng)設(shè)定時間后(一般為6秒)。打開開啟氣路，切斷關(guān)閉氣路，完全打開進(jìn)氣閥。機(jī)組進(jìn)入常規(guī)運(yùn)行狀態(tài)。(2)常規(guī)運(yùn)行 當(dāng)油氣分離器內(nèi)的壓力超過34Bar時，最小壓力閥打開，壓縮機(jī)開

14、始向外供氣。此時，進(jìn)氣閥保持最大開度，螺旋閥指針指向MAX位置。機(jī)組在全負(fù)荷狀態(tài)下運(yùn)行。只要系統(tǒng)內(nèi)壓力不超過70Bar，此狀態(tài)將一直保持下去。(3)氣量調(diào)節(jié) 當(dāng)客戶的用氣量小于機(jī)組的額定排氣量時，系統(tǒng)內(nèi)的壓力將會上升。當(dāng)壓力超過70Bar時，控制螺旋閥的壓力調(diào)節(jié)器開始動作，控制氣體進(jìn)入螺旋閥，通過齒條推動閥芯，使一部份排氣向進(jìn)氣口旁通，從而達(dá)到減少機(jī)組供氣量的目的。用氣量越小，螺旋閥的實(shí)際開度就越大。當(dāng)客戶的用氣量是機(jī)組額定排氣量的50時，系統(tǒng)內(nèi)的壓力將升至74Bar。此時，螺旋閥的實(shí)際開度達(dá)到最大值。從外面可以看到螺旋閥的指針指向(MIN)最小。所以，螺旋閥調(diào)節(jié)氣量的范圍是從額定氣量的100

15、到50。螺旋閥的指針也從MAx轉(zhuǎn)至MIN的位置。 當(dāng)客戶的用氣量小于機(jī)組額定氣量50時，系統(tǒng)內(nèi)的壓力將會超過74Bar此時，部分負(fù)載調(diào)節(jié)器開始啟動，有壓力輸出到進(jìn)氣閥的關(guān)閉氣路，減小進(jìn)氣閥自開度，進(jìn)一步降低氣量。(4)卸載運(yùn)行 當(dāng)客戶的用氣量小于壓縮機(jī)額定排氣量的40時，系統(tǒng)內(nèi)的壓力將超過76Bar，此時，卸載電磁閥動作。進(jìn)氣閥的開啟氣路被泄放掉，關(guān)閉氣路迅速充斥卸載壓力值的高壓空氣，進(jìn)氣閥完全關(guān)閉。對#5空壓機(jī)而言，多了循環(huán)閥，此時，循環(huán)閥和放空閥打開，將分離器內(nèi)的壓縮空氣泄放到最低罐壓，空氣在進(jìn)氣閥、機(jī)頭和分離器之間循環(huán)運(yùn)行。這時，最小壓力閥關(guān)閉，將客戶管線與機(jī)組隔開，機(jī)組將在一個較低的背

16、壓下空載運(yùn)行，節(jié)省能耗。 如果用氣量增加，則管線壓力下降。當(dāng)壓力低于7OBarB_r，加卸電磁閥復(fù)位，機(jī)組又進(jìn)入氣量調(diào)節(jié)工況運(yùn)行。(5)壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)螺旋閥和進(jìn)氣閥的開度主要是由壓力調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)連續(xù)的調(diào)節(jié)，其結(jié)構(gòu)如下：7、 控制系統(tǒng)通過液晶顯示器,可以顯示機(jī)組的溫度、壓力、運(yùn)行時間及工作狀態(tài).設(shè)定控制參數(shù)。三、 空壓機(jī)的兩種運(yùn)行方式空壓機(jī)共有兩種運(yùn)行方式：手動方式和自動方式1、手動方式在該方式下，只要溫度壓力等參數(shù)在正常范圍內(nèi)，電機(jī)不跳或急停按鈕未按下，壓縮機(jī)就不會停機(jī)，按啟動鍵開機(jī)，停機(jī)鍵停機(jī)。2、自動方式在該方式下，當(dāng)管線壓力P2小于設(shè)定值時，壓縮機(jī)將啟動，如果壓縮機(jī)在空載的情況下運(yùn)行的

17、時間超過了設(shè)定的數(shù)值，它將停機(jī)，在自動方式下，可以手動按停機(jī)鍵停機(jī)。無論在手動還是自動工況，空壓機(jī)都將自動控制其出口壓力在設(shè)定值。正常運(yùn)行時，機(jī)組在自動運(yùn)行方式。四、控制器顯示的參數(shù)及其意義符號參數(shù)意義備注P1空壓機(jī)出口最小壓力閥前壓力壓縮機(jī)出口壓力P2空壓機(jī)出口最小壓力閥后壓力系統(tǒng)壓力P3油過濾器后壓力P4油過濾器前壓力P1油氣分離器壓差P1-P2P2油過濾器壓差P4-P3T1空壓機(jī)出口最小壓力閥前溫度壓縮機(jī)出口溫度T2空壓機(jī)出口最小壓力閥后溫度RUN TIME機(jī)組運(yùn)行總時間LOAD TIME加載運(yùn)行總時間ON LOAD加載工況OFF LOAD卸載工況ON LOAD TIME加載運(yùn)行時間OF

18、F LOAD TIME卸載運(yùn)行時間STANDBY壓縮機(jī)處于自動停機(jī)狀態(tài)五、空壓機(jī)的主要保護(hù)定值及保護(hù)動作的顯示面板顯示保護(hù)動作內(nèi)容（停機(jī)）備注P1 HIP1壓力高于9.45barP1壓力高于設(shè)定值98%時報警T1 HIT1溫度高于113T1溫度高于107報警T2 HIT2溫度高于113T2溫度高于107報警MOTOL OL馬達(dá)熱偶動作P1 LOWP1壓力低于0.3bar，延時停機(jī)P2大于1.4bar報警P3 LOWP3壓力低于0.7bar LOW WATER冷卻水壓力低于0.7barCOOL OL 罩殼風(fēng)扇熱偶動作SEP MNTN分離器壓差大于0.7bar時顯示報警HI SUMP禁止啟動停機(jī)后壓縮機(jī)內(nèi)有壓力，必須在P1小于0.3bar時啟動機(jī)組。六、空壓機(jī)的電控原理以#3空壓機(jī)為例，電控原理圖如下：啟動過程：啟動-K1吸合-風(fēng)扇接觸器吸合-發(fā)合閘脈沖-6KV開關(guān)合閘停機(jī)-K1斷開-風(fēng)扇接觸器掉電-發(fā)分閘脈沖-6KV開關(guān)斷開七、空壓機(jī)的負(fù)荷調(diào)節(jié)過程以#3空壓機(jī)為例，氣量調(diào)節(jié)控制原理如下：三通電磁導(dǎo)閥的結(jié)構(gòu)三通電磁導(dǎo)閥的導(dǎo)通狀態(tài)通 電 狀 態(tài)斷 電 狀 態(tài)電磁閥的工作通電狀態(tài)電磁閥編號控制器接點(diǎn)運(yùn)行時帶電狀態(tài)作用帶電不帶電YV1K