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行业动态

螺杆式空压机在水厂的使用

文字:[大][中][小] 2016-4-8    浏览次数:1629    
空压机是水厂生产的重要设备,它为水厂所有气动元件,包括各种气动阀门,提供气源。空压机的种类有很多,但大体可划分为两大类。一类为往复式空压机,主要有往复式活塞空压机等;另一类为回转类空压机,主要有滑片式空压机,螺杆式空压机,离心式空压机等等。其中螺杆式空压机随着近年来其关键部件--螺杆的加工工艺越来越先进,加工精度越来越高,其整体性能得到了显著地提高,因而在中、低压领域的应用也变得越来越广泛。

  在以往水厂的建设中,我们一般选用的是活塞式空压机。活塞式空压机具有投资成本低,压缩比大的优点,但同时它也存在着运动零部件多,易于磨损,维护维修工作量较大等问题。例如:我厂有两台型号为2-10T3NLE22两级风冷无油活塞式压缩机,使用不到半年就陆续出现各种问题,主要有:活塞环和活塞过度磨损问题,进出气阀阀片、阀座过度磨损问题,控制油路系统漏油问题;而且该机产气量明显不足,机器长期处于加载状态,不能卸载,从而加重了自身的磨损。

  基于这种情况,在这次东湖水厂的改造扩建工程中,我们对空压机的选型进行了慎重地考虑,通过广泛了解和比较,最终选用了屹能螺杆式空压机。经过一年多的使用,我们发觉该机不仅操作简单,各种运行参数(如:加载、卸载压力)一旦设定好后,就可完全由其自带的电脑控制器控制并监测运行。工作人员平时只需阅读一下显示屏上的信息即可了解机器当前的工作状况;而且该机运转平稳,维护维修量甚少;此外,这种空压机产气量稳定,在电机功率低于原有空压机(22KW:30KW)的条件下,不仅替代了原有的两台活塞空压机,保证了老厂压缩空气系统的用气需求,而且同时满足了新厂新增压缩空气系统的用气需求。

  事实上,通过进一步地了解,我们可以看到,屹能螺杆式空压机的这些特点是与螺杆机特有的主机结构和工作机理有关的,同时也与屹能机自身合理的系统设计和智能化的电气控制有关。

  1. 螺杆式空压机的主机结构及工作机理;

  主机是螺杆机的核心部件,任何品牌的螺杆机其主机结构和工作机理都是相近的。

  在螺杆式空压机的主机中,平行配置着一对相互啮合的螺旋形转子,根据转子截面形状的不同,区分为阳转子和阴转子。一般阳转子与原动机相连,阳转子带动阴转子转动。也有的情况下,两转子之间并不接触(如无油螺杆机),而是通过一对同步齿轮的配合实现两转子的啮合。在主机机体的左右两端,分别设置了一定形状和大小的孔口,作为吸气口和排气口。

  合肥螺杆式空压机就是通过阴阳两转子的相互啮合达到压缩气体的目的。下面通过转子上一对相互啮合的螺旋齿的一个工作循环为例,对其工作原理进行简要说明。在转子的吸气端,随着啮合的螺旋齿逐渐脱开,在两齿之间形成了一段容积逐渐在扩大的空腔(简称齿间空腔),将外界气体不断吸入,直至这对螺旋齿再度啮合,从而完成了吸气的过程。当该段齿间空腔随着转子转动轴向运行到排气端时,由于排气口设置在一个较小的空间,在与排气口相通之前两螺旋齿的不断啮合逐渐减小了这段齿间空腔的容积,从而达到了压缩气体的目的,完成了气体压缩的过程。最终这段齿间空腔与排气口相通,压缩气体排出机体,完成一个工作循环。

  从螺杆式空压机的主机结构和工作机理不难看出,它的运动零部件较少,只有一对相互啮合的转子(转子之间存有油膜),没有类似于活塞机往复运动的活塞机构和复杂的进出气阀门机构,因而它的磨损很小,运转更为可靠,寿命长。其次其主机的运转类似透平机器,没有不平衡惯性力,并且气体压缩是连续进行,无冲击,机器可平稳地高速工作,不需要专门的设备基础。此外,螺杆机的噪音可以降至较低的水平。

  2. 屹能螺杆式空压机整机的系统构成

  屹能螺杆空压机整机的系统构成设计得非常简单合理,可分为三个部分:

  (1)空气流程

  空气吸入过滤器(AF)后,通过进气阀(IV)进入压缩机主机(E)内,经过压缩进入油气分离器(AR)去除压缩空气中油分,后经过最小压力阀(VP)、空气冷却器(Ca)排向排气管(AV)。

  (2)喷油系统

  空气压力将油从油气分离器中压出,流经油冷却器(Co)和油过滤器(OF),最终到达压缩机主机及其润滑点。

  喷油系统上装有一个旁通阀(BV)。当油温低于40℃时,油不经冷却器直接进入机体。当油温超过55℃时,该阀关闭使所有的油通过油冷却器冷却后再进入主机。

  (3)冷却系统及冷凝水排放系统

  冷却系统包括空气冷却器和油冷却器,它们都是通过电机上带的风扇(FN)冷却的。对于内置冷干机的空压机,它还配有冷冻系统(见图2-1中右上部分),对压缩空气进行冷冻,使其压力露点不高于2℃,再排出机器。冷冻系统的工作原理与空调类似。

  在压缩空气排放口之前还装有一个气水分离器(MT),分离器上装有自动排污阀(Da)和手动排污阀(Dm1),以便在压缩机运行中自动排放冷凝水或在压缩机停机后手动排放冷凝水。

  3. 电气控制系统

  Atlas螺杆式空压机的电气控制系统的一个突出的特点是智能化程度较高,人机界面设计得简单友好。它是以一个电脑控制器及其控制面板为控制中心,以压缩机主机出口温度传感器和整机供气口的压力传感器的模拟量信号和电机过载等开关量信号作为主要的输入量,通过运行内置的控制程序,输出电信号触发常规电气控制元件实现对压缩机的控制。它实现的主要功能有:

  (1)控制压缩机运行;该功能主要包括:控制主电机星形-三角形降压启动;利用电磁阀控制压缩机在设定的范围内自动加载卸载;为尽量减少功率消耗,当气网耗气量较小时,它会自动停止压缩机并适时重新自动起动。

  (2)保护压缩机;实时检测压缩机主机出口的温度,如果温度超过设定值时,压缩机将停机,

  并显示在控制面板上。当压缩机主电机过载时压缩机也会停机报警。

  (3)监测易损件的工作状态;通过设定油、油过滤器、油气分离器、空气过滤器的更换周期,当超过设定值后,相关信息会显示在控制面板上,以警告操作者更换所显示的零件。

  (4)遥控功能;通过改变控制状态选择器的编码,可以实现遥控功能,包括遥控开停机,加载/卸载,并将运行状态及故障报警信号输出给外界。

  4. 维护和保养

  该机由于具备自动监测的功能,其维护工作较为简单。通过一年的实践,我们将Atlas螺杆式空压机主要的日常维护工作总结为以下几点:

  (1)每天查看显示屏上的信息,检查机器的加载、卸载时间间隔,出口温度,噪音以及是否有其它提示。

  (2)每隔一周,对冷却器吹扫一次;

  (3)每隔3个月,检查一下皮带松紧状态,调整张紧轮位置;

  (4)每运行4000小时更换油、空气过滤器、油过滤器;

  (5)每运行8000小时更换油气分离器。

  在正常的维护和保养下,该机很少出现故障。在过去一年的使用过程中我们总共遇到了三次故障停机。这三次故障停机都具有一定的代表性,通过这三次的维修经历,使我们对该机整机运行性能有了进一步的了解,同时对日常维护工作的重要性的有了更深刻的认识。

  [维修实例1] 1#机屏幕显示因压缩机机头出口温度达到111℃,超过110℃的设定值,引起自动停机。而据我们平时的观察,正常情况下该机的工作温度在80℃以下。

  我们首先对油冷却器冷却效果不佳造成温升过快的可能进行了排除。通过进一步对显示屏相关参数的观察,发现主机加载时,温度上升范围正常,而卸载时,温度在经过短暂的降温环节后急剧攀升,并且注意到卸载时油冷却器出冷风,这说明油在卸载时并未进入冷却器。我们判断故障很可能是由于油路不畅造成。首先我们将怀疑的重点放在了油路的旁通阀上,因为旁通阀是切换油路进入油冷却器的唯一开关。在厂家的指导下我们将旁通阀拆开,将其中的弹簧和阀芯位置交换,致使旁通阀处于长开状态(即不论油温是否超过40,都要求油必须经过油冷却器冷却后方可进入主机)。重新开机,结果故障仍然存在。我们只得对油路的其它元器件进行排查,经过反复查找,最后将怀疑的重点放在了油过滤器上,为此我们更换了一个新的油过滤器,经开机运行,故障果然得以排除。

  其实故障的原因就是因为空气中的一部分污物被带入油中,再通过油路循环进入了油过滤器中,造成油过滤的阻力较大。油的运动动力来自油气分离器的气压,当加载时,由于气压较大,油可以克服过滤器中的油阻到达主机,因此加载时主机温升范围比较正常。但卸载时,由于气压较小,油克服不了阻力无法到达主机,自然起不到冷却的作用。只是由于油冷却器未到更换周期,所以起初并未引起怀疑。

  [维修实例2]1#机因压力过高造成自动停机。

  我们开机观察,发现该机只加载不卸载,致使油气分离器内压力过高引起安全阀开启,同时系统检测到压力超过设置值,自动停机。

  通过对该机加载/卸载控制过程进行分析,我们发现,其主要机理是通过控制一个电磁阀(Y1)阀芯的上下动作,将压缩气体分别导入进气阀(IV)的活塞室(UA)或通过打开UV阀排出机体(此时UA中的压缩气体从Y1的上端小孔排出),从而使主机处于加载或卸载状态。

  为此,我们先对控制电磁阀的继电器的触点进行检查,看是否因触点粘住致使电磁阀总处于得电状态。排除这一可能后,我们将电磁阀拆开,发现其内部小弹簧因污垢严重无法恢复,致使阀芯不能向下运动,从而引起主机只加载不卸载。清理后重新组装电磁阀,开机检查故障排除。

  [维修实例3] 2#机开机后不久,安全阀动作,而此时压力显示为正常值。

  我们首先排除了安全阀的问题。接着对最小压力阀(VP)进行了检查,怀疑其开启压力过大造成油气分离器内部压力过大,但检查结果未见异常。最终确定为油气分离器的滤芯因部分堵塞造成流经该滤芯的压缩气体压力损失过大,外部压力与内部压力压差大,因此当与内部压力相通的安全阀动作后,与外部压力相通的压力传感器(6)仍显示正常值。将油气分离器的滤芯更换,故障消除。

  通过上述三个维修实例我们可以看到,这三种故障都与空压机的运行环境有很大的关系。因此保持空压机工作环境的清洁,定期检查和更换空气过滤器、油及油过滤器对保证空压机的正常运转非常重要。
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