闫东东，闫巧峰，赵华，曹锦龙，王慧(陕西北元集团锦源化工有限公司，陕西 神木 719319)

0 引言

螺杆空气压缩机在火电厂生产经营活动中发挥着重要的作用，保持其正常运转是提高氮气产量的基本前提，氮气又可用于设备维修中气体的置换等，所以螺杆空气压缩机的状态是否良好决定着火电厂的整体工作能否顺利进行。螺杆空气压缩机在启动时经常有跳闸现象的发生，不利于生产活动，因此对其跳闸原因的分析及优化措施的研究具有尤为深远的重要意义。一般来说，螺杆空气压缩机有着比较完善的自我保护功能，能够对其运行过程中的异常情况及时反映，并发出报警信号，从而为故障诊断提供一定的参考。

1 螺杆空气压缩机的结构及工作原理

螺杆空气压缩机的基本结构如图1所示。本厂本工序生产湿空气设计能力是单台螺杆空压机52.6 Nm3/min，离心空压机250 Nm3/min，最大生产能力是973.4 Nm3/min。主机和辅机共同组成了一台完整的螺杆空气压缩机组。主机的主要构成是螺杆空气压缩机的主机和电机。辅机的主要结构是排气结构、冷却结构、油气分离结构、电气结构和控制结构等。

图1 螺杆空气压缩机的基本结构

工作原理：两个按照一定传动比反向旋转且又相互咬合的螺旋转子平行配置在倒8字形铸铁机壳中，阳转子的外径要比阴转子大，阴转子有六个螺旋形齿子，阳转子有五个。工作腔由齿槽、端盖和机壳内壁面共同组成，其功能类似于气缸，转子的齿功能类似于活塞。吸气、排气孔口在机壳两端呈对角线排布，一旦阳、阴转子开始反向旋转，转子的齿脱开或进入都会引发容积的改变，达成吸气、压缩和排气的循环，从而完成压缩空气产出的工作目的。

2 螺杆空气压缩机的跳闸故障分析及相对应的措施

如上文所说，螺杆空气压缩机遇到故障问题会发出警报信号，引发其故障而发出警报的原因有很多。在螺杆空气压缩机报警信号中，主机排气温度过高是最常见的原因，同时也可能存在通风设备可能出现故障问题、油位过低、主机油压压力不强、设备出现短路现象、由于其长时间运转导致输电线截面积较小等原因[1]。接下来本文对跳闸的各种可能故障进行分析。

2.1 主机排气温度高原因分析和处置措施

排气温度传感器作为螺杆空气压缩机的一个元件，其主要职责是监视从空压机产出的油气混合物温度，超过一定温度会报警，超过更高温度会导致跳闸现象的发生。而在整个油循环系统中，影响油循环的配件很多，比如，断油电磁阀，油控阀，油冷却器，止逆阀，温控阀等等。这些配件操作不当或出现问题都有可能导致油温升高，最终使螺杆空气压缩机发生跳闸现象[2]。

2.1.1 断油电磁阀故障及措施

故障分析：断油电磁阀的作用是防止螺杆空气压缩机停机时，吸气口不在喷出润滑油。断油电磁阀腔内有通孔，连接着不同的油管，腔内的电磁铁受到通电影响就会控制阀体移动，进而关闭和开启某些排油孔，通过油的压力推动机械装置运动，达到断油电磁阀的工作目的。在其正常运转时，断油电磁阀的受到电力影响打开油路，而当其停机时，电力供应不上会切断油路[3]。螺杆空气压缩机在正常运转时，断油电磁阀的电磁铁应该受到电力影响而工作，但如果此时电磁阀不得电，就会导致油温急剧升高，螺杆压缩机启动保护系统而跳闸。处置措施：应对断油电磁阀进行检查，确定其问题后进行清洗或及时更换。

2.1.2 温控阀故障及措施

故障分析：对温控阀来说，当螺杆空气压缩机刚刚启动时，设备内温度较低，油温也较低，润滑油不能充分发挥润滑作用，甚至会析出一部分水，鉴于螺杆空气压缩机的保护作用，此时的润滑油不会经过冷却器而会经过温控阀，当设备内油温升上来之后，温控阀的特定通道关闭[4]，油冷却器会对润滑油进行冷却处理。当温控阀的膜片或其它元件损坏时，本应该关闭的特定通道不能及时关闭，导致高温油进入此通道，冷却器不能发挥其降低油温的作用，从而使得油温处在较高温度上，导致跳闸现象。

处置措施：此时要对温控阀进行检查，及时更换温控阀或其内部的元件，来保持其能正常工作，防止跳闸现象的发生。

2.1.3 油冷却器故障及措施

故障分析：对油冷却器来说，顾名思义其主要工作职责就是对温油进行冷却，从而保持油温在合理范围内以便于油可以顺利进入到主机中。通过对出入口的冷却水温差判定可以有效清晰冷却效果。一旦油冷却器没能发挥其应尽的职责，就会导致油温升高，出现跳闸现象。

故障影响因素：第一，冷却水质量差，水中含有的钙镁离子过多，时间一长就会时油冷却器内部铜管发生结垢现象，使得铜管通道内部水流空间变小，冷却效果降低。第二，冷却水通道的分隔室密封元件损坏，使得密封效果变差，发生水路“短路”现象[5]。第三，油冷却器泄漏，使油冷却器走油的壳程压力大于走水的管程压力，润滑油漏入冷却水中，导致主机缺乏润滑油使得温度升高。第四，对于油冷却器和后冷却器串联使用的机型来说，后冷却器漏水导致冷却水无法进入油冷却器，使得降油温效果变差，进入主机油温升高，发生跳闸现象。

处置措施：对于这些故障的处理，首先要保证水质量合格，通过化学反应降低水中的钙镁离子浓度，降低结垢现象的发生概率。其次，检查冷却水通道的密封元件，发现其损坏要及时维修或更换。再次，检查油冷却器是否有漏油现象并及时维修。最后，对后冷却器进行检查，发现漏水现象及时维修。

2.1.4 止逆阀故障及措施

故障分析：对于止逆阀来说，其作用是螺杆空气压缩机停机时，防止油细分离器内的压缩空气倒回主机中，导致较大量的润滑油从主机进气口喷出。当止逆阀阀芯卡涩或回弹装置失效会导致其不能正常发挥作用，引起压缩空气返回至主机内，润滑油从主机口喷出，因缺油导致温度升高，发生跳闸现象。

处置措施：对此故障的处理，应及时检查止逆阀，如发现有阀芯卡涩或回弹装置失灵要及时更换相关的元件。

2.1.5 润滑油故障及措施

故障分析：润滑油质量不过关，或者没能做到及时更换润滑油，使得润滑油使用时间过长，油质变脏，润滑油中水分过多，都会导致主机温度升高，引发跳闸现象。

处置措施：在日常生产活动时，要对润滑油情况及时关注，选择质量较好的润滑油并及时更换，防止因润滑油质量不合格引发的跳闸现象，给企业带来严重的经济损失。

2.2 引起螺杆空气压缩机跳闸现象的其他原因分析和优化措施

其他故障分析：除因主机排气温度高而引起螺杆空气压缩机跳闸外，通风不良、排气压力设置不合理、电压以及电流不稳定、电线老化、油气分离器堵塞等都会导致螺杆空气压缩机出现跳闸故障，此时，系统内的压力会骤然降低，容易引发安全事故。

处置措施：当出现跳闸事故时，应对螺杆空气压缩机及时检查。除了上述内容之外，还要对通风装置进行及时检查，发现通风情况不太理想，在对通风装置进行相应的改善后还可以考虑进行人工通风；如果发现排气压力设置不合理要及时更正，排气压力如果超过设备的额定压力，电机会超载运行引发发热现象，导致跳闸现象发生[6]；对螺杆空气压缩机的所用电压以及电流进行检查，如果发现异常，要及时采取措施保证电压和电流的稳定和正确；对设备电线也要进行检查和维修，如果发生设备短路现象也会导致跳闸现象的出现，定期对电线进行更换，通过增大电线截面积来达到减少产热的目的，使得温度在合理范围内，避免出现跳闸事故；检查油气分离器是否存在堵塞现象，一旦堵塞会引起电机超载温度升高，发生跳闸，如果存在堵塞现象，要对滤芯进行及时处理或更换。

3 结语

螺杆空气压缩机作为制氮工序的重要设备，保持其完好可靠是提升企业经济效益的必备前提。螺杆空气压缩机在出现跳闸现象时，要引起相关人员的充分重视，一方面异常停机会导致企业经济利益严重受损，另一方面跳闸又容易引发安全事故，存在着造成人员伤亡的安全隐患。因此，在日常生产中必须强化对螺杆空气压缩机的日常管理与维护，加强对断油电磁阀、油过滤器、温控阀、油冷却器、止逆阀、润滑油质量和规格、通风设备、排气压力、设备电线、电压和电流等进行检查，发现问题及时进行解决，防治跳闸现象的发生。另外，要求本工序相关操作人员必须掌握螺杆空气压缩机的工作原理，透过现象看到故障的本质，提高维修的质量和能力，从而促进制氮工段产能进一步增加。