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螺杆压缩机高温停机现象分析
压缩机作为一种通用机械应用在矿山、化工、食品、医药等各个领域。尤其是螺杆压缩机其结构简单、工作可靠和操作方便等优点更是得到了广泛的应用。
前言
山西大同同煤集团某矿有两台煤矿用螺杆压缩机，该机型为双螺杆风冷压缩机，额定排气量12m3，额定排气压力0.7MPa，主机与电动机之间通过联轴器联接，配套电机功率75kW，额定转速2970r/min。该设备在使用两年后由于使用管理不当导致主机损坏，维修时更换轴承和油封，在经过修复后准备继续投入使用。
该机油、气路及控制原理见图1。
调试
在主机到达用户处后，经过仔细的安装和检查后能够达到试车条件，相关人员决定在地面上进行调试。在完成一系列准备工作后，首先点动压缩机两次，没有异常情况后才正式启动。
压缩机在0.4MPa的压力下运行约10分钟左右，检查设备各运动部件运转正常，无任何异常声音。随后将压力调至额定压力0.7MPa，在运行了大概30分钟后，压缩机突然自动停机。
在场人员迅速切断电源，对设备进行检查。
首先检查主机，用手触摸主机外壳，感觉温度有些偏高；电动机温度正常，用手转动转子与电动机灵活，无卡滞现象。运行中也未发现有异常振动和响声，基本可以排除主机和电动机的问题。接下来继续检查油气分离器，发现油气分离器上的温度表显示排气温度约105℃。
该机型是为煤矿井下设计的，所以其制造标准是按照MT 687-1997《煤矿井下移动式空气压缩机》标准来执行的。标准中规定“在规定工况下，喷油回转式排气温度不应超过100℃”；“在正常工作运转时，喷油回转式温控装置动作温度不应超过120℃”。由于该机装有温控开关，且设定动作值约为105℃左右，所以可以肯定此次停机是温控装置动作引起的。
至于高温现象是如何产生的呢？首先我们怀疑是不是由于环境温度过高导致的。当时的环境温度是32℃～33℃左右，压缩机的*高吸气温度一般都限制在40℃以下；并且压缩机处于露天环境中通风良好，所以也就不存在吸气温度过高的可能。
另外我们考虑是否由于机箱门没有关上，导致冷却气流没有按照设计的流动方向来冷却。
在经过商讨之后，我们决定完全关闭机箱再试验一次。在开机后发现温度上升速度很快，在开机10分钟左右后又发生高温停机。虽然关闭机箱后毫无效果，但可以排除是冷却气流原因造成的。
接下来我们考虑是否由于油过滤器堵塞，导致主机润滑不足的原因。从图1的系统流程图可看出：油气分离器内部的润滑油首先进入冷却中进行冷却，然后通过油过滤器过滤后喷入主机内部，以达到降低排气温度的目的。
虽然该设备修理后“三滤”都是新的，但由于压缩机排气温度过高，在排除主机和环境问题后，就肯定与润滑油有关，所以我们决定再更换一个新的油过滤器试一下。在更换新的油过滤器后，没有任何改观，同样的高温停机现象又再次发生。
停机后我们仔细检查了油循环管路；油过滤器管路前后温度几乎相同，证明不存在油过滤器堵塞的问题。当我们检查到油冷却器时发现进、出油冷却器的两根管路的温度相差无几，用手触摸，两根管路几乎没有温差，这一不正常现象说明油冷却器根本没有起到冷却效果。发生这样的情况要么是冷却器外面蒙灰严重；要么是内部有堵塞，然而实际上冷却器外表面较为干净，可以肯定在冷却器的内部肯定发生了堵塞现象，导致供油不足。
冷却器为高效铝制翅片式散热器，润滑油在内部的流通截面积很小，润滑油一旦污染极易堵塞。
由于得不到冷却的润滑油被不断进行压缩，使得压缩空气的温度也随之升高，所以才会在很短的时间内达到高温。
在征得用户同意的情况下，我们决定将另外同一型号压缩机的冷却器换到这台机器上进行试验。
为了证明效果，我们选择在第二天中午比较热的时候进行试验，当时环境温度也在32℃左右，当压力保持在0.5MPa时排气温度维持在50℃左右，10分钟后，我们将压力调节到额定压力下进行测试，温度也随之上升，但上升速度比较缓慢。*后排气温度维持在87℃左右后便不再上升，在经过连续4个小时的全负荷运行状态下，温度基本没有变化，*高时也未超过90℃。事实证明高温就是由于冷却器内部堵塞造成的。用户*后也承认不是机器本身的问题。
总结
螺杆压缩机虽然是一种可靠性较高的新机型，但也并不是不需要保养和维护。须知任何设备都是“三分在使用，七分在保养”。
由于煤矿井下的环境比较特殊，通风不良，煤粉和潮湿的空气不可避免地会进入到压缩机系统内部。及时更换“三滤”和日常的检查保养工作就显得尤为重要，可能一些简单的问题不及时处理就会造成故障甚至事故。 |
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