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1、中海石油（中國）有限公司深圳分公司西江作業(yè)區(qū)-HZ25-8DPP淺 談 雙 螺 桿 空 氣 壓 縮 機 工 作原 理 及 常 見 故 障 HZ25-8 拓夢瑯 2 目 錄 空 氣 壓 縮 機 的 基 本 概 念 雙 螺 桿 式 空 氣 壓 縮 機 雙 螺 桿 空 氣 壓 縮 機 的 主 要 結(jié) 構(gòu) 工 作 流 程 常 見 故 障 維 保 目 錄 33 空 壓 機 銘 牌 4 空 氣 壓 縮 機 的 基 本 概 念 4容 積 式 依 賴 往 復(fù) 運 動 部 件 或 旋 轉(zhuǎn) 部 件 在 工 作 腔 內(nèi) 周 期 性 的 運 動 ， 使 吸 入 工 作腔 的 等 質(zhì) 量 氣 體 體 積 縮 小 而 提
2、 高 壓 力 ,其 特 點 是 壓 縮 機 具 有 容 積 可 周 期 變 化 的工 作 腔速 度 式 則 借 助 于 作 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 轉(zhuǎn) 子 ， 使 氣 體 獲 得 很 高 速 度 ， 然 后 在 擴 容 器 中急 劇 降 速 增 壓 ， 使 氣 體 動 能 轉(zhuǎn) 變 為 壓 力 能 ,與 此 同 時 氣 體 容 積 也 相 應(yīng) 減 小 。 其特 點 是 壓 縮 機 具 有 驅(qū) 使 氣 體 獲 得 流 動 速 度 的 轉(zhuǎn) 子 5 雙 螺 桿 式 空 氣 壓 縮 機 5 雙 螺 桿 空 氣 壓 縮 機 具 有 一 對 互 相 嚙 合 、 相 反 旋 向 的 螺 旋 形 齒 的 轉(zhuǎn) 子 。
3、 其 齒 面凸 起 的 轉(zhuǎn) 子 稱 為 陽 轉(zhuǎn) 子 ， 齒 面 凹 下 的 轉(zhuǎn) 子 稱 為 陰 轉(zhuǎn) 子 。 隨 著 轉(zhuǎn) 子 在 機 體 內(nèi) 的旋 轉(zhuǎn) 運 動 ， 使 工 作 容 積 由 于 齒 的 侵 入 或 脫 開 而 不 斷 發(fā) 生 變 化 ， 從 而 周 期 性 地改 變 轉(zhuǎn) 子 每 對 齒 槽 間 的 容 積 ， 來 達 到 吸 氣 、 壓 縮 和 排 氣 的 目 的 。 6 雙 螺 桿 式 空 氣 壓 縮 機 的 主 要 結(jié) 構(gòu) 6 主 機機 殼轉(zhuǎn) 子軸 承 電 機 系 統(tǒng)電 機齒 輪 冷 卻 系 統(tǒng)空 氣 冷 卻 器（ 前 冷 卻 器 ）油 冷 卻 器（ 后 冷 卻 器 ）溫 控
4、閥 斷 油 電 磁 閥油 過 濾 器止 逆 閥 分 離 系 統(tǒng)分 離 筒油 分 離 芯回 油 管 氣 路 調(diào) 節(jié) 系統(tǒng)最 小 壓 力 閥放 氣 電 磁 閥空 氣 濾 清 器 控 制 電 路 系統(tǒng)進 氣 蝶 閥溫 度 開 關(guān)保 護 系 統(tǒng) 77 8 一 、 主 機 排氣 進氣 對稱圓錐滾子軸承 錐滾子軸承圓固定的軸封 主轉(zhuǎn)子 （陽轉(zhuǎn)子）從動轉(zhuǎn)子（陰轉(zhuǎn)子） 一體化的齒輪傳動 9 一 、 主 機 92.軸 承軸 承 是 支 承 陰 、 陽 轉(zhuǎn) 子 ， 并 保 證 轉(zhuǎn) 子 高 速 旋 轉(zhuǎn) 的 零 件 。 其 中 電 機 端 一般 采 用 滾 柱 軸 承 ， 起 支 撐 作 用 。 其 次 ， 轉(zhuǎn) 子
5、在 旋 轉(zhuǎn) 并 壓 縮 氣 體 時 ， 會產(chǎn) 生 軸 向 推 力 ， 為 了 克 服 這 種 軸 向 力 ， 轉(zhuǎn) 子 的 另 一 端 采 用 斜 柱 軸 承 ，既 克 服 轉(zhuǎn) 子 旋 轉(zhuǎn) 的 軸 向 力 ， 還 承 受 徑 向 力 。 1.機 殼由機體、吸氣端座和排氣端座組成，是壓縮機的主要組成部分。機體是連接各零部件的中心部件，它為各零部件提供正確的裝配位置，保證陰、陽轉(zhuǎn)子在氣缸內(nèi)嚙合，可靠地進行工作。其端面形狀為形，這與兩個嚙合轉(zhuǎn)子的外圓柱面相適應(yīng)，使轉(zhuǎn)子精確地裝入機體內(nèi)。在機體內(nèi)壁面設(shè)有符合轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角要求的徑向吸氣孔口，保證轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)中順利實現(xiàn)吸氣過程。吸、排氣端座是位于機體前后兩端的密封
6、連接件，它除作機體的端面密封外，更重要的是提供了陰、陽轉(zhuǎn)子和支承轉(zhuǎn)子的軸承裝配位置。 10 一 、 主 機 10 3.轉(zhuǎn) 子實現(xiàn)變?nèi)菔綁嚎s的主要部件，由陰、陽轉(zhuǎn)子組成。轉(zhuǎn)子齒形是用高精度的專用機床、專用刀具加工而成，是壓縮機的關(guān)鍵零件之一。轉(zhuǎn)子型線常為單邊非對稱擺線圓弧型線。陰、陽轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上有以下兩種方式：陽轉(zhuǎn)子與電動機聯(lián)接為主動轉(zhuǎn)子，傳遞轉(zhuǎn)矩，同時、通過嚙合關(guān)系帶動陰轉(zhuǎn)子(從動轉(zhuǎn)子)旋轉(zhuǎn)。陰、陽轉(zhuǎn)子通過各自的從動齒輪與電機帶動的主動齒輪嚙合，傳遞轉(zhuǎn)矩。 11 一 、 主 機 11 噴 油 式 潤 滑 ：潤滑油的流動是由系統(tǒng)內(nèi)的壓差造成。由 于 油 池 內(nèi) 的 壓 力 高 于 噴 射 點 的
7、 壓 力 ， 潤 滑 油在壓力的作用下噴向轉(zhuǎn)子、軸承和齒輪。通 過 潤 滑 油 與 介 質(zhì) 混 合 進 入 壓 縮 機 ， 隨 著 介 質(zhì) 的 流動 對 機 器 進 行 潤 滑 和 密 封 。其 優(yōu) 點 如 下 ：1)降 低 排 氣 溫 度 。2)減 少 工 質(zhì) 泄 漏 ， 提 高 密 封 效 果 。3)增 強 對 零 部 件 的 潤 滑 ， 提 高 零 部 件 壽 命 。4)對 聲 波 有 吸 收 和 阻 尼 作 用 ， 可 以 降 低 噪 聲 。5)沖 洗 掉 機 械 雜 質(zhì) ， 減 少 磨 損 。但 由 于 噴 油 量 較 大 ， 所 以 必 須 增 設(shè) 潤 滑 油 系 統(tǒng) ， 壓 縮
8、機 出 口 也 必 須 增設(shè) 油 氣 分 離 器 ， 這 將 增 大 機 組 的 體 積 和 復(fù) 雜 性 。4.潤 滑 12 二 、 電 機 系 統(tǒng) 螺桿壓縮機的主電機是經(jīng)過特殊設(shè)計和處理的專門用于螺桿機的專用電機。英格索蘭公司噴油螺桿壓縮機的主機和電機大多采用法蘭連接，故對電機法蘭的剛性要求特別高。u 英格索蘭對與其配套的電機主要有如下要求： 起動轉(zhuǎn)矩大 (負荷) 起動電流不能增大 電機溫升不能太高 ( 95C溫升) 絕緣要求高 (級絕緣) 輸出端端蓋剛性要求高 溫升越大，電機絕緣的老化速度越快。每超過允許的極限溫度5 C，電機絕緣的壽命將下降一半。油脂的添加應(yīng)注意以下要點： 油脂牌號 間隔
9、周期 添加量 不同牌號的油脂不能混合使用。 13 二 、 電 機 系 統(tǒng) 電 機主 機主動齒輪陰轉(zhuǎn)子主 機 與 電 機 連 接 剛 性傳 動 方 式 齒 輪 14 三 、 冷 卻 系 統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)由以下六個部件組成：1. 空氣冷卻器2. 油冷卻器3. 止逆閥4. 溫控閥5. 油過濾器6. 斷油電磁閥 作 用 ： 1.冷 卻 離 開 機 組 的 空 氣 ； 2.使 得 多 達 70%的 潤 滑 油 含 量 冷 凝 析 出 。 15 冷 卻 系 統(tǒng) 是 空 氣 壓 縮 機 中 非 常 重 要 的 部 分 之 一 ， 因 為 空 氣 被 壓 縮 后 釋放 出 大 量 的 熱 ， 這 些 熱 量 都
10、要 靠 冷 卻 系 統(tǒng) 作 熱 交 換 后 帶 走 。 冷 卻 系 統(tǒng) 分 風(fēng)冷 式 和 水 冷 式 兩 大 類 。風(fēng) 冷 式 冷 卻 系 統(tǒng) 包 含 風(fēng) 扇 和 冷 卻 器 兩 大 部 件 ， 冷 卻 器 采 用 鋁 制 板 翅 式換 熱 器 ， 風(fēng) 扇 將 冷 空 氣 強 制 吹 向 冷 卻 器 ， 空 氣 在 流 過 冷 卻 器 散 熱 翅 片 時 ，與 壓 縮 空 氣 或 潤 滑 油 做 熱 交 換 ， 將 熱 量 帶 走 ， 達 到 冷 卻 壓 縮 空 氣 和 冷 卻 潤滑 油 的 效 果 。使 用 風(fēng) 冷 型 機 組 需 注 意 ：1、 冷 空 氣 的 溫 度 （ 基 本 等 同
11、于 環(huán) 境 溫 度 ） 很 重 要 ， 不 能 過 高 ， 建 議 不 超過 40 。2、 冷 卻 器 暴 露 于 空 氣 中 ， 翅 片 上 會 沾 上 灰 塵 ， 如 聚 集 灰 塵 太 多 ， 會 嚴 重影 響 冷 卻 器 換 熱 效 果 。 故 應(yīng) 經(jīng) 常 用 壓 縮 空 氣 將 翅 片 表 面 的 灰 塵 吹 干 凈 。 如情 況 嚴 重 無 法 吹 干 凈 時 ， 必 須 用 清 潔 劑 清 洗 ， 清 洗 機 組 零 部 件 時 ， 嚴 禁 使 用 易 燃 易 爆 、 易 揮 發(fā) 的 清 洗 劑 。清 潔 時 ， 可 拆 開 冷 卻 器 支 架 側(cè) 面 的 蓋 板 ， 使 用 手
12、 持 風(fēng) 槍 向 上 吹 掃 。 三 、 冷 卻 系 統(tǒng) 3.1 油冷卻器 16 作用：h當(dāng) 油 溫 低 于 40 時 ， 油 不 經(jīng) 冷 卻器 直 接 進 入 機 體 。 當(dāng) 油 溫 超 過 55時 ， 該 閥 關(guān) 閉 使 所 有 的 油 通 過 油 冷卻 器 冷 卻 后 再 進 入 主 機 。h 通 過 溫 控 元 件 的 開 啟 度 ， 控 制冷 熱 潤 滑 油 的 混 合 比 例 ， 使 螺 桿 壓縮 的 噴 油 溫 度 控 制 在 最 佳 點 。3.2 溫控閥 三 、 冷 卻 系 統(tǒng) 組成: 溫 控 閥 由 溫 控 元 件 和 閥 體 組 成 。 17 組成: 油過濾器由過濾芯和油過
13、濾器座組成。 作用：h 防止異物進入主機，延長主機的使用壽命。h 提高潤滑油使用壽命。在過濾器座內(nèi)部有旁通閥，當(dāng)過濾器前后壓差達到1.05 bar時，旁通閥打開，潤滑油繞過過濾芯旁通過油過濾器，以保證主機有足夠的冷卻潤滑油。繼電器控制控制的機組，在過濾器座上還有一壓差開關(guān)。當(dāng)壓差達到0.9 bar時該開關(guān)動作，儀表板上的油過濾器報警指示燈會量。 油過濾芯更換周期：h出始運行150小時更換；h以后累計運行2000小時或出現(xiàn)過濾器報警時必須更換。未按時更換油過濾芯將引起油路系統(tǒng)上零部件的損壞，如主機、溫控閥、斷油電磁閥、油分離芯、液壓缸、負載電磁閥等。 三 、 冷 卻 系 統(tǒng) 3.3 油過濾器 1
14、818斷油電磁閥油過濾器 三 、 冷 卻 系 統(tǒng) 19 進氣采用蝶閥控制的機組在油過濾器與油分配器之間安裝了斷油電磁閥。 作用：h當(dāng)機組運轉(zhuǎn)時確保向各供油點注油；h當(dāng)機組停機時切斷整個油路，以免潤滑油從主機吸氣口冒出；h減少機組第二次啟動時的功耗。 形式：h膜片式h活塞式 1. 斷油電磁閥產(chǎn)生故障會造成主機供油不足而引起排溫高，使機組無法正常工作，或機組停機時大量的潤滑油從主機的吸氣口冒出。故對于膜片式斷 油電磁閥，應(yīng)及時更換膜片。2. 在拆檢活塞式斷油電磁閥時應(yīng)千萬小心，防止內(nèi)部活塞環(huán)損壞。 三 、 冷 卻 與 潤 滑 系 統(tǒng) 3.4 斷油電磁閥 20 分離系統(tǒng)的組成：1. 分離桶2. 油分
15、離芯3. 回油管 四 、 分 離 系 統(tǒng) 作 用 ：1. 將 壓 縮 空 氣 從 潤 滑 油 中 分 離 出 來 。2. 確 保 潤 滑 油 留 在 系 統(tǒng) 中 。3. 降 低 用 戶 空 氣 管 道 中 的 含 油 量 。 21 油分離器是 螺桿壓縮機的關(guān)鍵部件之一，其內(nèi)部安裝高效的油氣分離芯，經(jīng)此分離芯分離后的壓縮空氣含油量通常為3 - 5 ppm.油分離器除了進行油氣分離外，兼有儲存潤滑油的功能。油氣分離器分離分為二部分，分別稱作為初級分離和次級分離。 初級分離：利用離心力的原理，將所有液態(tài)的潤滑油留在隔板以下，只有極少量的氣態(tài)油霧隨壓縮空氣儀器穿過隔板中間的小孔進入次級分離區(qū)域。 次級
16、分離： 由油分離芯內(nèi)部的纖維層和金屬擋板進行過濾、截留和凝聚，將氣態(tài)油霧變?yōu)橐簯B(tài)流到芯子底部，通過回油系統(tǒng)返回主機。 四 、 分 離 系 統(tǒng) 4.1 油分離器 22 采用二級凝聚式油分離芯。它由二個緊靠在一起的同心纖維圓筒組成，各自由鋼絲網(wǎng)支承。氣流進入油分離芯子后，油氣凝聚在纖維上形成液滴，這液滴結(jié)集在外層第一級凝聚纖維筒上，然后落到油分離器里。那部分凝聚在第二級內(nèi)層上的油滴匯集在分離芯子的底部，經(jīng)過回油管路中過濾網(wǎng)、節(jié)流接頭回到主機壓縮腔內(nèi)。 四 、 分 離 系 統(tǒng) 4.2 油分離芯 23 回油管由一裝于油分離器蓋上的插入到油分離芯底部的直管、帶有過濾網(wǎng)的回油過濾器以及回油管節(jié)流孔接頭組成
17、。過濾網(wǎng)和節(jié)流孔的堵塞，會造成壓縮空氣含油量的增加。因而，定期清洗過濾網(wǎng)和節(jié)流孔是非常重要的工作?；赜椭惫艿陌惭b應(yīng)符合規(guī)范，直管離油分離芯底部的距離應(yīng)控制在所要求的范圍，以避免壓縮空氣含油量增大或頂穿底部。四 、 分 離 系 統(tǒng) 4、3 回油管 24 組成：1. 最小壓力閥2. 空氣濾清器3. 放氣閥 五 、 氣 路 系 統(tǒng) 25 作用：h 設(shè)置壓縮機的最小供氣壓力(4.0bar)，防止分離器受低壓沖擊，保持其壓力h 減小氣體流動速度，確保由分離效果；h 保證系統(tǒng)壓力，以滿足自身油路循環(huán)的需要；h 阻止管網(wǎng)壓力在機組卸載或停機時進入冷卻系統(tǒng)。五 、 氣 路 系 統(tǒng) 5、1 最小壓力閥 加 載
18、狀 態(tài) 卸 載 狀 態(tài) 2626放氣電磁閥 最小壓力閥五 、 氣 路 系 統(tǒng) 2727 繼電器控制機組采用復(fù)式放氣閥系統(tǒng)。該系統(tǒng)由主放氣閥和冷態(tài)起動放氣閥、冷態(tài)起動溫度開關(guān)和控制繼電器組成。主放氣閥(3SV)是常開電磁閥，通過正常/卸載撥動開關(guān)(1RS)或壓力開關(guān)(1PS)來控制。冷態(tài)起動放氣閥(8SV)也是一種常開電磁閥，通過正常/卸載撥動開關(guān)(1RS)、壓力開關(guān)(1PS)或冷態(tài)起動溫度開關(guān)(4TS)控制。壓縮機開車之初，機組處于冷態(tài)，在空載運行時，如果潤滑油的噴油溫度低于50C，那么，此時主放氣閥(3SV)打開，而冷態(tài)起動放氣閥(8SV)將一直保持關(guān)閉狀態(tài)。這樣直到壓縮機的溫度達到其最小預(yù)
19、熱溫度 50C，分離器中壓力增加到接近3.4bar，以滿足其然后需要。五 、 氣 路 系 統(tǒng) 5.2 放氣電磁閥 28 作用：將進入主機的空氣顆粒、灰塵等雜物先進行過濾。標(biāo)準的進氣過濾五 、 氣 路 系 統(tǒng) 5.3 空氣濾清器 29 六 、 控 制 電 路 系 統(tǒng)作用：將進入主機的空氣顆粒、灰塵等雜物先進行過濾。6.1 進氣蝶閥 主機高溫保護-溫度開關(guān) 過流保護-主電機熱繼電器1OL 風(fēng)扇電機熱繼電器2OL(M37) 壓力容器保護-安全閥6.2 保護系統(tǒng) 主機排氣溫度開關(guān)（1ATS）119 主機軸承溫度開關(guān)（5TS）1096.3 溫度開關(guān) 3030 工 作 流 程 3131 工 作 流 程 3
20、2 故障現(xiàn)象:機組排氣溫度高(超過100 C)h 機組冷卻劑液位太低(應(yīng)該從油窺鏡中能看到，但不要超過一半)；h 油冷卻器臟；h 油過濾器芯堵塞；h 溫控閥故障(元件壞)；h 斷油電磁閥未得電或線圈損壞；h 斷油電磁閥膜片破裂或老化；h 風(fēng)扇電機故障；h 冷卻風(fēng)扇損壞；h 排風(fēng)管道不暢通或排風(fēng)阻力(背壓)大；h 環(huán)境溫度超過所規(guī)定的范圍(38C 或 46C)；h 溫度傳感器故障(Intellisys控制機組)；h 壓力表是否故障(繼電器控制機組)。 常 見 故 障 33 故障現(xiàn)象:機組油耗大或壓縮空氣含油量大h 冷卻劑量太多；h 回油管堵塞；h 回油管的安裝(與油分離芯底部的距離)不符合要求；
21、h 機組壓力太低；h 油分離芯破裂；h 機組有漏油現(xiàn)象；h 冷卻劑變質(zhì)或超期使用。 常 見 故 障 34 故障現(xiàn)象:機組壓力低h實際用氣量大于機組輸出氣量；h放氣閥故障(加載時無法關(guān)閉)；h進氣閥故障；h液壓缸故障；h負載電磁閥(1SV)故障h最小壓力閥卡死；h用戶管網(wǎng)有泄漏；h壓力設(shè)置太低；h壓力傳感器故障(Intellisys控制機組)；h 壓力表故障(繼電器控制機組)；h壓力開關(guān)故障(繼電器控制機組)；h壓力傳感器或壓力表輸入軟管漏氣； 常見故障 35 故障現(xiàn)象:機組排氣壓力過高h 進氣閥故障；h 液壓缸故障；h 負載電磁閥(1SV)故障；h 壓力設(shè)置太高；h 壓力傳感器故障(Intellisys控制機組)；h 壓力表故障(繼電器控制機組)；h 壓力開關(guān)故障(繼電器控制機組)。常見故障 3636 維 保 目 錄
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