螺杆空压机阀门维护重要性浅析

      众所周知，螺杆空压机和其它所有机械设备一样，都需要进行定期维护保养。根据机械设计原理和日常经验，我们更多的将注意力投在耗材“三滤一油”上。但实际上，螺杆空压机还有一些关键部件需要特别注意，如果这些部件失效，那么也必然会造成空压机效率降低、安全性下降，甚至故障停机，那就是螺杆空压机的阀门。

　　有人将螺杆空压机比作人体，事实上，它与我们的人体结构确实有相似之处。比如空气过滤器就像肾脏，可以将压缩空气中含有的“毒物”——水雾、油雾、微尘粒及微生物等通通过滤掉；而润滑油就像血液，如果气血亏损，那么身体必然会出现问题。

　　对人生命健康最为重要的器官之一是心脏，它每天要跳动100000次为身体提供含氧气的血液。那心脏如何保证血流按照稳定的方向流动的呢？答案是阀门！心脏各腔室之间由像阀门一样的心脏瓣膜分隔，包含主动脉瓣、肺动脉瓣、二尖瓣和三尖瓣，由它们来控制血液的流动。螺杆空压机也有一些比较关键的阀门，如进气阀、最小压力阀、断油阀和安全阀。

　　螺杆空压机的关键阀门

　　1.进气阀

　　进气阀主要由阀体、阀门、活塞、气缸、弹簧、密封圈等组成，其侧面装有控制块及控制电磁阀，通常组装在空压机主机的进气口。工频螺杆空压机的工作原理可简单概括为进气阀得电加载，失电卸载，以此来控制进入压缩机的空气。当压缩机开始降低主电机的启动负载以及压缩空气回路中达到设定的工作压力时，进气阀保持关闭状态，从而使压缩机的电机能够在没有任何负载的情况下运行，即空压机空载。

　　在压缩机的气量调节中有一种调节方式为压开进气阀调节。根据进气阀被压开过程的长短，该方法分为全行程压开进气阀和部分行程压开进气阀两种方式。对于全行程压开进气阀调节，在吸气过程中，气体被吸入气缸，在压缩过程中，因为进气阀全开，吸入的气体又被全部推出气缸。假设某压缩机有一个一级双作用气缸，若只顶开活塞一侧的进气阀，气量降低50%。如果两侧同时顶开，则排气量为零，所以，该机可实现气量0、50%和100%三级调节。可见，全行程压开进气阀的调节幅度较大，适用于粗调节。部分行程压开进气代调节的原理与全行程压开进气阀相似，但它通过控制压缩机程中进气阀的关闭时刻，控制返回气量的多少，从而可以实现气量的连续调节，由于压缩功几乎与排气量成正比例地减少，所以还有很高的运行经济性。

　　可见，进气阀的有效性将直接影响压缩机在加载和空载条件下的容量及其功耗。

　　2.最小压力阀

　　最小压力阀主要起建立机组内压，促使润滑油循环、满足减荷阀的工作压力等作用。最小压力阀通常安装在压缩机油气分离罐的出口处，起单向阀的作用，防止机组在卸载运行时储气罐中的压缩空气倒流至空压机。最小压力阀的开启压力一般为4bar左右，可确保油桶内的压力在空气输出时不低于这个最小压力，以免空气流速过快导致油气分离器的分离效果降低。最小压力阀的有效性会直接影响压缩机的润滑、油气分离效率和功耗。

　　3.断油阀

　　断油阀是螺杆空压机主油路上控制润滑油返回主机的一个开关，它的主要作用是控制空压机启动的时候不让太多的润滑油进入主机，防止油量过大堵转导致空压机无法启动；空压机停机的时候由于内部气压高，断油阀将及时切断油路，不让润滑油从进气阀向外喷出。如果断油阀发生故障，可能会造成空压机开机后高温停机，如果断油阀在开启状态卡死，开机会造成向外喷油。

　　4.安全阀

　　安全阀通常直接安装在油气分离器上，它的作用是当油气分离罐内的压力超过安全阀的设定压力时，能够及时将油气分离器内的压缩空气排出，防止罐体在高压下破裂。安全阀出现故障会影响空压机的安全运行或导致压缩空气不断泄漏。

　　事实上，除了这些关键阀门之外，根据不同空气压缩机厂家采用的设计理念，有油润滑螺杆式空气压缩机还有更多其它阀门，这些阀门对压缩机的良好运转至关重要，也必须时常加以维护。空气压缩机中经常使用的其它阀门包括：

　　·温控阀，根据工作温度调节通过油冷却器的油流量。

　　·止回阀，防止压缩空气通过主机的排气口回流到主机。

　　·卸载阀，又称放空阀，其作用是当机组在刚启动时而出气阀门尚未打开的时候打开，用来泄压放空的，或者是在机器运行过程中压力过高的时候泄放一部分压力。

　　·排水阀（自动或基于定时器）用来排放收集的污水。

　　由于技术理念存在差异，这些阀门存在与否以及阀门的驱动方式（电子/机械）和安装位置，取决于空压机厂家最初的设计架构。

　　压缩机阀门的故障与维护

　　尽管不同的压缩机阀门供应商都有自己独特的设计结构，但压缩机阀门通常都包含运动部件，例如用来控制阀门打开和关闭的弹簧、阀板和柱塞，以及在阀门保持关闭时提供密封的橡胶密封件或者阀座。这些运动部件会在使用一段时间后因为磨损或疲劳而失去其原有的性能，并且密封部件通常会随着时间的推移而发生老化。这种情况下，会出现阀门卡死不动作、密封不严、动作延迟、泄漏等故障，进而引起压缩机的工作效率降低或产生其他故障。

　　很多时候，当压缩机还可以正常产生压缩空气时，很难发现阀门出现故障或使用的阀门已经产生磨损。阀门故障的典型症状是压缩机容量减小、加卸载期间功耗增加、排放压力下降、含油量增加以及电机负载增加等。但遗憾的是，在将怀疑对象放到阀门之前，这些症状要么难以察觉，要么有其他常见的原因遮蔽，例如管道漏气、滤芯堵塞或者环境温度过高等。行业资料显示，在阀门产生磨损或发生故障的情况下，螺杆空压机的整体功耗可能增加10-15%。而在大多数客户支出的成本组成中，设备初期投资仅占15%，使用期间的维护、管理成本占15%，70%甚至更多的成本来源于电力消耗。阀门故障不仅会导致电费增加，还会引起其他连锁反应，比如将下游配件的使用寿命缩短一半。

　　阀门的维护没有一个直观的数据来显示，除非打开并检查阀门，否则很难识别阀门是否已磨损，但我们可以借助一些指标来推断故障阀门，或者说处在此类工况下，需要注意考虑阀门的完好度。

　　·空压机频繁加卸载。如果空压机频繁加卸载，那就意味着这些阀门也会频繁启动，阀门组成部件会加快磨损，从而导致其寿命缩短。

　　·工况环境恶劣：在充满灰尘、磨蚀性气体或液体，以及高温等恶劣环境，阀门常常由于腐蚀、卡涩、电磁阀短路、密封件失效等原因，导致阀门寿命减少。

　　·压缩机不打压或压力不足：如果下游用气需求没有变化，并且可以确信管路没有空气泄漏，则压缩机可能没有提供额定输出，这种情况下，阀门故障的可能性非常高。

　　·压缩机功耗增加：下游用气需求和使用模式没有异常变化，如果空气压缩机功耗曲线增加表明是由负载或空载功率增加造成的，这很有可能是由于阀门故障引起的。

　　因此，除了明确发现阀门故障之后进行检修外，强烈建议用户或售后服务人员每年检查一次阀门的性能，并根据空压机的运行条件每两年更换一次内部运动部件。事实上，不少压缩机厂家通常要求每两年更换一次阀门套件。需要注意的是，必须至少每年对安全阀进行一次检查，以确保其使用正常。

　　小结

　　虽然根据厂家的建议和要求，定期进行螺杆空压机的维护保养，更换“三滤一油”很重要，但是对包括进气阀、最小压力阀、安全阀和断油阀等在内的阀门进行保养、更换同样重要。尽管这在一定程度上会增加用户的运营成本，但是由此带来的螺杆空压机高效、安全运行所产生的巨大经济效益，远远超过进行维保造成的付出。

　　另外，在“比功率”、“气电比”等能耗概念已经广泛应用于客户现场的当下，只有保证关键部件“不掉链子”，才能使巨资投入的高能效空压机、空压站发挥应有的节能作用。

来源：压缩机杂志

转发：武汉瑞气节能科技