海上INGERSOLL-RAND螺桿式空壓機組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析及故障判別

噴油螺桿式空壓機組的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析及故障判別(1)顧建偉(2)前言目前，采油平臺供儀表用氣和氣動設(shè)備用氣的空壓機有往復式和旋轉(zhuǎn)式兩種。而旋轉(zhuǎn)式空壓機又以INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空壓機居多.海上中心平臺和儲油輪上采用INGERSOLL-RAND公司得產(chǎn)品,而大部分井口平臺采用上海合資的INGERSOLL-RAND部分備件國產(chǎn)的空壓機。(3)這種空壓機主要有SSRMH37型、MH45型、MH50型、M55/MH55型、M75/MH75型等幾種型號。它們的共同特點是：

低噪聲箱式結(jié)構(gòu)，無振動，無需基礎(chǔ)，安裝簡單；PLC控制，操作方便，配有氣量自動調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)；100%連續(xù)無故障運行能力強，運行穩(wěn)定可靠；無泄漏設(shè)計，可靠耐用，易損件少，維護保養(yǎng)少。

目錄結(jié)束語

噴油螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)和工作原理

噴油螺桿式空壓機組的組成和工作原理空壓機控制線路常見故障，故障特征，解決措施(5)1、噴油螺桿式空壓機組的組成SSR空壓機是電機驅(qū)動，單級壓縮的螺桿空壓機，加上后處理裝置及底座，成為完善的系統(tǒng)。如下圖所示：(6)1.1進氣過濾系統(tǒng)進氣過濾系統(tǒng)的主要組成為空氣過濾器，作用是保證進入壓縮機的空氣清潔。2、空氣濾芯每隔2000小時更換一次，可以保持進氣的清潔。3、當空氣過濾器指示儀顯示紅色時，空濾器需要更換。1、更換空濾芯時，先松開翼形螺母，取下蓋子，小心拆除舊濾芯，安裝新濾芯，注意不要讓灰塵進入氣閥。(7)1.2壓縮機和電機總成

壓縮機體為噴油雙螺桿式，其結(jié)構(gòu)及工作原理將在下文專門論述。驅(qū)動電機為三相異步電機，有開式和封閉式。開式電機冷卻效果較好，但在海上運行空氣濕度大，有鹽霧，待機過程中絕緣容易受損。海上一般采用閉式防爆電機，可以提高機組的整體使用壽命。SSR系列兩級壓縮微油螺桿式壓縮機參數(shù)表

型號氣量

m3/min工作壓力

bar(g)功率

kw冷卻方式機組尺寸mm

（L×W×H×）機組重量

KgML75-2S15.77.575風冷3270×1620×19002690MM75-2S14.28.575風冷3270×1620×19002690MH75-2S13.110.075風冷3270×1620×19002690MJ75-2S-14.075風冷3270×1620×19002690(8)1.3帶冷卻器的壓力潤滑系統(tǒng)滑油系統(tǒng)主要由滑油冷卻器、溫控閥、滑油過濾器、斷油電磁閥及管線組成。如下圖所示：壓縮機排氣進入油氣分離器后，滑油的溫度與排氣溫度一致，通過散熱器將滑油溫度降為合理的溫度，再進入壓縮機循環(huán)使用。由于排氣溫度需要控制在一定范圍內(nèi)，既要保證滑油性能又要使空氣中的水分不發(fā)生凝結(jié)，溫度低了，水分凝結(jié)會使油乳化，降低其性能。一般滑油溫度控制在70～100℃，不超過120℃。INGERSOLL-RANDSSR系列空壓機多數(shù)在80～90℃范圍內(nèi)。溫控閥的作用是保持滑油溫度為一恒定值，一般溫控閥在65℃左右打開。(9)油氣分離器筒體內(nèi)的壓力由壓縮機壓縮空氣和油混合物產(chǎn)生。油氣混合物進入分離器后，油在重力作用下存在于容器下部，氣體則經(jīng)過分離芯從容器頂部通過最小壓力閥排出。最小壓力閥的作用是在油氣分離器內(nèi)形成油循環(huán)的最小壓力，同時在停機時有止逆功能，防止管網(wǎng)中的壓縮空氣向分離器內(nèi)倒灌。最小壓力閥只有分離器內(nèi)壓力超過一定值時才能打開，保持分離器內(nèi)的壓力，保證分離效果。其打開壓力值一般為4bar。二次回油將沉積在分離濾芯底部的油打回機頭。1.5氣量控制系統(tǒng)為了滿足不同用氣量的用戶，INGERSOLL-RAND噴油螺桿式空壓機具備以下三種控制方式：ON/OFFLINE—加載/卸載控制（本平臺采用）在此控制模式下，進氣碟閥處于全開或全關(guān)的位置。當機組加載運行時，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥得電，進氣閥全開，放氣閥全關(guān)，壓縮機滿載運行。當機組卸載運行時，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥失電，進氣閥全關(guān)，放氣閥全開，壓縮機空載載運行。最小壓力閥關(guān)閉，壓縮空氣不能回流。壓縮機以最小功率運行，直到壓力降至壓力開關(guān)下限，系統(tǒng)重新工作，加載開始。MOD/ACS—調(diào)節(jié)/自動控制當機器在調(diào)節(jié)/自動控制模式中運行時就自動不再執(zhí)行ON/OFFLINE控制模式。如果空壓機在3分鐘內(nèi)完成3次加載/卸載循環(huán)，智能控制系統(tǒng)便可確定對空氣壓縮量需求很高，并切換到調(diào)節(jié)閥控制模式，通過調(diào)節(jié)氣量來滿足壓縮空氣的需求。MODULATIONONLY—單一調(diào)節(jié)這是一種容量調(diào)節(jié)控制方式，加載時，INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）使得加載電磁閥和放氣電磁閥得電同時使調(diào)節(jié)電磁閥得電，這樣就把經(jīng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的壓力連接到進氣閥上，隨著系統(tǒng)壓力升高到調(diào)節(jié)閥設(shè)定點附近，此調(diào)節(jié)壓力下降，使進氣閥對氣流節(jié)流。調(diào)解閥控制氣量為額定氣量的60%。如果系統(tǒng)壓力繼續(xù)升高，空壓機將在起跳壓力設(shè)定點上卸載。如果系統(tǒng)壓力跌到回跳壓力設(shè)定點一下，空壓機將在調(diào)節(jié)閥控制模式中加載。(10)(11)1.6電氣控制系統(tǒng)及保護系統(tǒng)SSR空壓機電氣控制系統(tǒng)以INTELLISYS（智能控制系統(tǒng)）為核心。主要有INTELLISYS智能控制器、控制變壓器和保險絲、電機啟動器、輔助觸點和過載繼電器、冷卻風扇啟動器和過載繼電器。主要有排氣壓力高、排氣溫度高停機，電機過載保護，熱敏電阻繼電器保護等。(12)2、噴油螺桿式壓縮機

噴油螺桿式壓縮機主要由兩根螺桿及氣缸組成密封的系統(tǒng)。陽螺桿為主動螺桿，陰螺桿為從動螺桿。轉(zhuǎn)子承受的軸向力方向由排氣端指向進氣端，軸向力由一對圓錐滾子軸承承受，安裝在非驅(qū)動端。轉(zhuǎn)子承受的徑向力由圓柱滾子軸承承受，安裝在轉(zhuǎn)子驅(qū)動端，是自有端，以消化轉(zhuǎn)子熱膨脹量。電機通過增速齒輪帶動陽螺桿，陽螺桿帶動陰螺桿，其嚙合間隙側(cè)間隙和頂間隙為0.05～0.10mm，螺桿與氣缸的間隙0.10mm，螺桿端面與氣缸端面間隙0.05～0.08mm。(13)2.1噴油螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)

INGERSOLL-RAND噴油螺桿式壓縮機的結(jié)構(gòu)大同小異，下圖所示為MH75型空壓機，它的結(jié)構(gòu)較為典型，其它型號的空壓機與此類似。1—氣缸2—傳動齒輪3—圓柱滾子軸承4—陽螺桿5—定位銷6—調(diào)整墊片7—軸承座8—推力軸承9—軸承端蓋10—陰螺桿(14)2.1噴油螺桿式壓縮機的工作原理螺桿壓縮機的工作過程分吸氣、密封、壓縮、排氣四個階段。進氣使陽螺桿與陰螺桿嚙合脫開，空間增大，形成負壓，此位置剛好在進氣口，空氣進入螺桿間隙。螺桿繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，氣體封在螺桿與氣缸形成的密封空間內(nèi)，陽螺桿相當于活塞，陰螺桿相當于缸套，氣體被推向排氣端并不斷壓縮，當螺桿旋轉(zhuǎn)至出口時，封在螺桿中的氣體排除，從而完成一個循環(huán)。噴油螺桿式壓縮機工作時，本身產(chǎn)生的壓力驅(qū)動潤滑油循環(huán)，滑油不斷噴入螺桿氣缸和前后軸承，既帶走壓縮空氣產(chǎn)生的熱量，又對螺桿起到潤滑和密封作用，所以，螺桿的工作壽命很長。只要日常保養(yǎng)好，可以連續(xù)運轉(zhuǎn)三倒五年一次大修。(15)3、空壓機控制線路圖(16)(17)空壓機的星三角形降壓啟動的理由：對電網(wǎng)沖擊太大，啟動力矩太大。注意電壓必須是380V.如果在起動時將定子繞組接成星形，待起動完畢后再接成三角形，就可以降低起動電流，減輕它對電網(wǎng)的沖擊。這樣的起動方式稱為星三角減壓起動，或簡稱為星三角起動（Y-Δ起動）。用星三角起動時，起動電流只是原來按三角形接法直接起動時的1/3。如果直接起動時的起動電流以6～7Ie計，則在星三角起動時，起動電流才2～2.3倍。起動電流降低了，起動轉(zhuǎn)矩也降為原來按三角形接法直接起動時的1/3。(18)Y—△降壓起動也稱為星形—三角形降壓起動，簡稱星三角降壓起動。這一線路的設(shè)計思想仍是按時間原則控制起動過程。所不同的是，在起動時將電動機定子繞組接成星形，每相繞組承受的電壓為電源的相電壓（220V），減小了起動電流對電網(wǎng)的影響。而在其起動后期則按預先整定的時間換接成三角形接法，每相繞組承受的電壓為電源的線電壓（380V），電動機進入正常運行?？諌簷C電機：額定功率86KW，空載電流100A，加載電流是160A，熱繼電器整定電流設(shè)定為工作電流的1.25倍。(19)Intellisys智能顯示器上報警1)LOWSUMPPRESS(分離前壓力)2)HIGHAIRPRESS(氣壓高)3)HIGHAIRENDTEMP(主機溫度高)4)STARTERFAULT(起動器出錯)5)MAINMTROVERLD(主電機過載)6)FANMTROVERLD(風扇電機過載）7)TEMPSENSORFAIL(溫度傳感器故障)8)NOCONTROLPOWER(無控制電源)9)PRESSENSORFAIL(壓力傳感器故障)10)HIGHAIRENDTEMP(主機溫度高)11)EMERGENCYSTOP(緊急停機)12)SCROLLFORALARM(2個或2個以上報警)(20)每月對空壓機保養(yǎng)的內(nèi)容檢查空壓機電機的對地絕緣、三相繞組的阻值。檢查主繼電器的主觸點工作情況。控制回路接線緊固。每季度對電機加黃油保養(yǎng)。對加卸載設(shè)定值調(diào)試。(21)4、常見故障及解決措施常見故障故障特征解決措施空壓機不能啟動沒有110V/120V控制電壓檢查保險絲、變壓器和導線接頭STARTERFAULT啟動器故障檢查接觸器EMERGENCYSTOP緊急停機將緊急停機按鈕旋到斷開位置，連按“SET”按鈕兩次MAINMTROVERLDorFANMTROVERLOAD主電機或風扇電機過載手動使主過載繼電器復位，并連按“SET”按鈕兩次檢查熱敏電阻繼電器溫度傳感器或壓力傳感器故障，保護動作短接高溫保護繼電器常閉觸點試機能正常運轉(zhuǎn)，更換溫度、壓力傳感器空壓機停機HIGHAIRENTEMP主機溫度高確保安裝區(qū)域有足夠通風確保冷卻風扇正常工作檢查冷卻油位，必要時加注冷卻器臟，清洗溫控閥故障沒有打開拆檢或更換螺桿壓縮機推力軸承損壞HIGHAIRPRESS排氣壓力高檢查放氣閥或最小壓力閥是否受阻或無動作LOWSUMPPRESS油箱壓力低檢查筒體或放氣管路是否漏氣、漏油CKMOTORROTATION電機旋向不對啟動器接頭（L1,L2,L3）中任兩個對調(diào)(22)常見故障故障特征解決措施空壓機停機PRESSSENSORFAILorTEMPSENSORFAIL壓力傳感器或溫度傳感器檢查傳感器，傳感器接頭和導線MAINMTROVERLDorFANMTROVERLOAD主電機或風扇電機過載檢查導線是否松動；檢查供給電壓；檢查冷卻器是否臟STARTERFAULT啟動器壞檢查啟動器接觸器/檢查導線是否松動系統(tǒng)氣壓低空壓機在“卸載”運行按UNLOAD/LOAD卸載/加載按鈕控制器起跳壓力設(shè)定點過低按UNLOAD/STOP卸載/停機按鈕，將起跳壓力調(diào)高一點空氣濾芯臟檢查濾芯狀況，必要時更換漏氣檢查空氣系統(tǒng)管道水分離器排水閥打開后卡死檢修水分離器進氣閥未開足檢修并檢查控制系統(tǒng)狀況系統(tǒng)用氣量超過空壓機輸出安裝大一點規(guī)格的空壓機或加裝一臺空壓機空壓機連續(xù)加載或加載時間過長壓縮機效率低，螺桿端面間隙過大冷卻油消耗大/空氣系統(tǒng)含油份過大冷卻油位太高檢查油位，必要時放油降低油位油分離芯堵塞檢查分離器壓降油分離芯漏油檢查分離器壓降，如壓降低就更換油分離器回油節(jié)流孔/濾網(wǎng)堵塞拆下檢查、清洗空壓機工作壓力低（5.3bar或更低）調(diào)整使其在額定壓力下工作冷卻油系統(tǒng)泄漏檢查管線及接頭，重新緊固(23)常見故障故障特征解決措施空氣系統(tǒng)含水水分離器壞/冷凝水排放閥壞檢查、清洗或更換冷凝水排放閥或其管道堵塞檢查、清洗后冷卻器芯臟檢查、清洗罩殼面板未裝好裝好面板冷凝水排放管道/排方閥安裝不當讓排放管道從排水閥端向下傾斜；安裝冷凝水排放閥系統(tǒng)未裝冷凍式或再生式干燥器聯(lián)系安裝干燥器容量低/前置和后置濾器堵塞更換大容量干燥器；清洗、更換濾芯噪聲大壓縮機/電機故障（軸承損壞或刮缸）停機解體檢修，更換軸承罩殼面板未安裝裝好面板振動大部件松動檢查并緊固電機地腳未把緊/對中效果差檢查電機地腳螺栓，檢查定位銷電機或壓縮機軸承損壞解體檢查、更換軸承安全閥起跳空壓機運行壓力過高調(diào)節(jié)智能控制器設(shè)定點閥壞換閥(24)螺桿空壓機機組排氣溫度高（超過100℃）？是海上各平臺空壓機常見故障!!平臺使用的英格索蘭，頻繁出現(xiàn)高溫關(guān)停的故障，調(diào)整了空壓機的卸載壓力，即分離前壓力由1.5kg調(diào)高