隔膜压缩机排气温度高故障分析及解决方案

2022-09-12

1、压缩机的结构和工作原理

该压缩机主要有曲轴箱、中体、曲轴连杆机构 (曲柄滑块机构) 、缸体、供油系统、底座及冷却器等部件。进、排气阀主要在缸盖上分布, 缸盖的中心便是排气阀, 补偿油泵一般会设置在曲轴箱上, 通过驱动曲轴轴端进行偏心运动, 以来可以及时的为油缸进行补油, 通过将相关仪表设置在机器上便可以充分的将油压与气压显示出来, 而起本身的自动保护能在很大程度上有助于促进机器运转可靠性与安全性的显著提高。

压缩机的动力是电动机在联轴器的作用下传递到主机的曲轴, 曲轴带动连杆 (滑块) , 连杆 (滑块) 通过十字头 (导套) 分别与活塞杆 (柱塞杆) 浮动连接, 有助于促进旋转运动朝着往复运动进行转化, 从而促进介质压力的显著提高。以活塞处于上止点的位置为起始点, 当曲轴开始转动时, 活塞便开始向下进行运动, 膜片也会在残余气体的压力下与真空抽动下根据油的方向进行向下运动, 这时气腔容积会渐渐增大, 在余隙中残留的气体会最先膨胀, 然后居于缸盖中的吸气阀会将气体吸入进去, 当活塞运动到下置点时膜片便已经到达下极限位置, 则表示气腔中吸气过程已经结束, 而这就是所谓的吸气过程。紧接着, 活塞便开始向上进行运动, 膜片在油液的驱动和缸体小槽的匀均作用下会渐渐的开始向上变形, 此时气腔中的气体会渐渐被压缩, 待压力比排气管道中的压力还要高时, 则会自动开启排气阀, 气体随之被压出之后, 油压开始渐渐上升, 促使膜片与缸盖的曲面紧紧相贴, 进而气体会渐渐排空, 排气结束, 而这也就是所谓的排气过程。

2、故障现象

GD5-800/7-85型隔膜压缩机, 每小时的流量为800Nm3, 8.5Mp是其工作时最大的压力, 一级进气与排气的压力分别为1.0Mpa与3.5Mpa, 二级排气的压力大约在8.0Mpa, 一级和二级出口排气温度的联锁停车值为150。在运行和调试的过程中, 主要采用的是工艺循环水冷却, 冷却水进水的压力为0.3Mpa, 当二级排气压力达到7.5Mp时, 二级的排气温度达到联锁停车值150, 这时的温度还呈上升趋势。供油系统的压力低, 本台设备采用的液压站供油系统, 系统的组成部分主要包括机组、换向阀、油冷却器、油过滤器和管路部件, 当电机频率达50HZ时, 随着压力的慢慢升高, 在油缸排油压力仪表盘上显示压力值0.3 Mpa左右, 正常的压力值大于等于0.35Mpa, 并且机器本身振动较为严重, 膜片的使用寿命最高能达到180小时左右。

3、造成排气温度高的影响因素

3.1 液压油油温过高影响排气温度分析

(1) 液压系统中混入空气。当空气混入液压油中, 低压区的油会逸出来气泡来, 当气泡逐渐运动到高压区时油压过大会被击碎, 并且在剧烈收缩作用的影响下, 热量会被大量的释放出来, 进而导致油的温度进一步升高。

(2) 滤油器堵塞。当磨粒、杂质和灰尘等在滤油器中通过时, 这些物质大多会在滤油器的滤芯上吸附着, 进而会增加吸油时的阻力, 能耗较之前也会显著增加, 最终导致油的温度进一步升高。

(3) 工作不良的液压油冷却循环系统。通常情况下, 通过采用强制性的方式, 如水冷式或风冷式油冷却器等, 在一定程度上有助于液压系统温度的有效降低。水冷式冷却器的应用, 在很大程度上会由于过脏的散热片或水循环的不顺畅会有效的降低散热的系数, 在此基础上还会因为油污的过多导致冷却器散热片的堵塞, 进一步导致风扇也很难将其的温度散去, 最终促使温度会持续上升, 很难降下来。

3.2 机器部件影响排气温度分析

(1) 压缩过程指数。机器在运行的过程中, 压缩过程指数在很大程度上与气缸冷却的状况有着最直接的关系, 并且直接影响着冷却效果, 冷却效果越好则压缩指数越小, 排气时的温度也会越低。

(2) 内泄漏是造成排气温度偏高和过高的主要原因。压缩机在进行某级压缩和吸气的过程中, 若不能紧密的关闭排气阀门, 就会造成那些来不及在排气管内进行冷却的高温高压气体会再次回流到气缸中, 进一步导致该级排气温度的急剧上升。因此, 应该采取一系列行之有效的措施, 有效避免该类事件的出现。

4、处理及改造实施

从膜片的破坏方式上看, 属于机械损坏。当活塞向下死点运动并快接近下死点时, 由于油缸中的油量不足, 在膜片与油侧曲面之间没有形成油膜, 膜片被油液强行吸附并撞到油侧曲面上。在油侧曲面上的环形油槽的尖角使膜片破损。彻底检查补油系统的可靠性, 在取得现场运转的数据后厂家设计重新计算了补偿油泵的能量, 改造后的是原有的一倍, 将无配油盘结构改为有配油盘结构。经初步核算, 原缸径的最大活塞力均在12吨以上。调整缸径后 (210改为190, 135改为110) , 其最大活塞力在许用值以内, 因此可大大降低该机的震动幅度, 延长膜片的使用寿命。

针对压缩机出口温度过高的情况, 在取得现场运行数据之后厂家设计人员便需要重新计算级间压力比及对应的出口流量、温度、参数等重要数据, 认为是压缩机一级流量高于设计时的流量, 则过快的气流流速, 会导致由一级压缩出来的气体在阀腔内无法完全顺利的从二级入口处导入进去, 导致膜腔内会重复性的压缩一些过多的气体, 进而促使排气温度快速的升高。另外, 液压油过滤

器的堵塞在一定程度上是导致不畅换热效果的重要因素, 故通过改造压缩机缸盖和液压油过滤器的更新, 可以极大改善换热效果。

结束语

通过改进气体隔膜压缩机, 便可以将排气温度过高的问题消除掉, 进而有助于促进膜片使用寿命的显著提高。同时, 通过定期更换压缩机液压油滤芯, 定期采样和分析润滑油, 有助于为油品的品质提供一个重要的保障, 故经过改进以后的气体隔膜压缩机, 在正常运行一年之后, 同样的故障问题从未发生过, 从而有助于生产装置在运行过程中的稳定与有序。

摘要：介绍隔膜式压缩机构造和工作原理, 通过对导致压缩机出口排气温度过高原因的分析, 在此基础上探究了如何促进排气阀出口流通面积增加的重要改进措施, 以此有助于促进压缩机排气温度的有效降低, 为机组的正常运行提供了重要的保障。

关键词：隔膜压缩机,排气温度,故障分析