CPF
的应用
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张占平，余志斌，王虎丹
(1.长庆油田公司采气二厂;2.长庆油田公司长北天然气开发项目经理部，陕西榆林 719000)
摘 要：本文介绍了无油螺杆空压机的原理、机组构成、机组特点、维护保养的经验，机组运行中出现的问题及改进、常见故障及处理等。
关键词：空压机原理及特点；维护与保养；问题改进；故障处理
中图分类号:T H45 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)09—0022—031 长北CPF 空压机系统介绍
长北天然气处理厂(CPF)设置2台康普艾D150-08A 型空气压缩机,1用1备，处理能力为:25m 3/min，排气 压力0.8MPa，环境温度要求0-40℃，润滑油容量:40L ，可同时供净化空气、非净化空气及 制氮用压缩空气。另外还设置了1具58m 3
的非净化空气储罐和1具58m 3的净化空气储罐。压缩后的空气经过无热再生干燥器干燥后进入净化空气储罐。紧急停电时非净化空气储罐可改为仪表用净化空气储罐。净化空气、非净化空气储罐容量可满足工厂一期工程停电后48min 的仪表供风量和二期停电后16min 的仪表供风量。
1.1 空压机原理及机组构成
螺杆压缩机的原理是利用阴阳转子相互啮合，高速旋转产生容积变化，从而得到额定压力的压缩空气。
空气的压缩流程为：空气从吸气口进入，通过吸气过滤器、吸气消声器和吸气调节器到第一级空气端压缩，压缩后的空气进入中间冷却器和水气分离器。在中间冷却器中形成的冷凝水经电磁阀定期排放，冷却后的压缩空气经由第二级空气端压缩成具有最终压力的空气。从第二级空气端出来的压缩空气经过消声器、止回阀、后冷却器、水气分离器输出到机外的干燥系统。止回阀是用于防止压缩机作卸载运行时压缩空气的回流。整台机组由SureScan 控制管理系统控制，该系统操作界面简单，具有操作参数存储密码保护，即时报警、保护和紧急停车等功能，不接受人为的超出控制范围的参数设置。
当管网压缩空气压力上升到机组卸载压力时，自动控制器根据指令卸载电磁阀等组件动作，压缩机进行卸载。在压缩机卸载期间，止回阀和第二级空气端之间的空气通过消声器降低噪音等级后，排放到大气中去，此时机组排气量为0%。当管网压力下降到机组加载压力时，自动控制器指令加载电磁阀等组件动作，恢复原气体流程，机组加载运行，排气量迅速达到100%。机组无需人工调整气量。
响。对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适价格的变频器外，还应预先考虑负载电机的降速比例。
加密芯片3.2 变频器内部引起的故障3.2.1 参数设置引起的故障
应多注意电动机参数、变频器控制方式和启动方式的设定等，若发生参数设置故障，可根据故障代码或产品说明书进行参数修改，必要时可恢复出厂值，重新设置。
3.2.2 过电流和过载
如果变频器一上电就报过流故障，可能是整流桥或逆变管损坏，需予以更换；若去掉电动机不再报警，可能是变频器和电机间存在断路；若运行中，出现机械卡死、重载、加速时间设置过短或负载突变也有可能引起过流，应从上述可能性逐一排查。33 过电压和欠电压
抛光毛刷
过电压主要体现为电机拖动大惯性负载或多电机拖动同一负载时由于负荷分配不均引起；欠电压
主要由电源电压过低或缺相、一个直流母线上的电压过低或欠压检测元件出现问题引起，可检查供电电压是否正常，更换故障元件或维修相应检测电路。3.2.4 过热故障
应注意变频器的环境温度，尽量通风，检查变频器风扇等。4 结束语
不同厂家对变频器的操作方法设定略有差异，但就其工作模式主要有面板操作模式和外部操作模式，由于篇幅有限，这里不再详述。要合理使用变频器，应多参考变频器厂家提供的使用手册，在实际应用中多积累经验。
[参考文献]
[1] 王廷才.变频器原理及应用[M].北京：机械工
业出版社[] 何超交流变频调速技术[M ]北京北京航空
航天大学出版社22
内蒙古石油化工 2012年第9期
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收稿日期35
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压缩空气系统由两个安全阀保护。一个安全阀装在中间冷却器和第二级空气端之间的水气分离器上，另一个装在第二级水气分离器和空压机的排气接口之间。如果这两点的某一处压力变得过高，安全阀会打开，将压缩空气排放到大气中。压缩空气的温度由温度传感器来监测，分别安装在第一级空气端排气口，第二级空气端吸气口和排气口，以及排气管
隧道定位
道上。
1.空气过滤器;
2.进气调节器;
3.一级空气端;
4.消音器;
5.中间冷却器;
6.水气分离器;
微安表
7.二级空气端;
8.排气消音器;
9.止回阀;10.后冷却器;11.冷却风扇;19.截止阀;20.排水电磁阀;21.手动排水阀
图1 压缩空气流程
1.2 无油螺杆空压机特点
具有结构紧凑，占地面积小，节约能耗，自动
化程度高，噪音低等特点。无油螺杆空气压缩机易损件少，维护简单，可靠性稳定性高。冷却系统采用空冷，消除水冷带来的各种麻烦。能够提供最佳的冷却效果，保证压缩机的可靠性，压缩空气温度低，减少干燥器的负荷。电机也有冷却系统，延长电机自身的寿命。操作维护方便，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。采用了电机驱动油泵，可在启动之前和停机阶段提供全程润滑，延长压缩组件及轴承的使用寿命。两级进气过滤器可防止气载微粒进入压缩单元，外壳筛板过滤器可延长滤芯寿命，同时还可确保为电机和冷却器提供最大冷却能。
2 螺杆空压机的维护与保养
自2006年11月份投用以来，机组运行情况良好。2台机组就能满足我厂生产用气要求，气体压力和流量非常稳定，由于压缩气体出气温度低，干燥效果较好。经过几年的实践发现，要保证机组的良好运行，空气清洁度、冷却器散热效果、润滑油清洁度是影响空压机正常运行的3个主要问题，维护保养应注意一下几个方面 空气过滤器的吹扫和更换
空气过滤器的清洁度受周围环境影响比较大,
直录播系统
由于长北天然气处理厂地处陕北地区，毛乌苏沙漠边缘，全年风沙比较大，空气过滤器很容易堵塞，需要定期吹扫和更换，根据几年的使用经验，空气过滤器需要每两周检查吹扫一次，每8000h 更换一次。2.2 润滑油和油过滤器滤芯的更换
D150-08型空压机使用Shell Turbo 68或Fuchs Renolin AC68润滑油，每8000h 更换一次。在每次更换润滑油时将油过滤器滤芯一并更换。2.3 冷却器散热翅片的清洁
D150-08型螺杆空压机采用空冷，由于长北天然气处理厂所处地区风沙大，冷却器散热翅片容易覆盖灰尘，影响冷却效果，最后导致排气温度或润滑油温度升高，机组报警，进而停机。根据几年的使用经验，冷却器散热翅片需要每个月吹扫一次。3 运行中出现的问题及改进3.1 改进冷却风通道
本机在运行初期出现了两个问题，一是经常出现二级排气温度高造成停机的现象，二是在冬季切换设备的时候，备用空压机由于停放时间长，润滑油温度降低至环境温度，空压机无法正常启动。经过分析，造成排气温度高的原因是冷却效果不好。本机对一级压缩空气，二级压缩空气及润滑油的冷却方式均为电机驱动风扇的风冷，因此要保证良好的冷却效果就要求有足够的风冷换热面积，足够的风冷空气流量。足够的风冷空气流量就要求风扇有足够的功率，冷却风有足够大的通道。该空压机的冷却风通道不是空压机撬装的，通道面积偏小，因此增大冷却风通道是解决问题的根本办法。第二个问题，要提高润滑油的温度，就要求有较高的室温，因此考虑将一部分换热后的温度较高的冷却风引入
空压机房内，以提高室温。考虑到榆林地区冬季夏季温差较大，在夏季的时候，环境温度较高，加之换热后的冷却风进入室内，会大大提高室温，用本身就高温的空气去冷却压缩后的空气，冷却效果不好，容易造成机组排气温度高停机。
综合上述问题分析，对冷却风道进行了彻底改进，增大冷却风通道的同时，在通道壁上增加一个开口，使换热后的冷却风既可以排到室内，也可以排到室外；同时在通道壁开口处安装一个调节阀，可以控制冷却风进入室内和排到室外的量。冬季的时候，打开阀门，让一部分换热后的冷却风进入室内，增加室温以提高备用机的油温，便于启动，一部分直接排到室外去，可根据室温的高低调节阀门开度的大小以满足室温的要求。夏季的时候，关闭调节阀，让换热后的冷却风全部排到室外。经过两年的运行，证明改造后的系统工作正常，没有出现排气温度高停机，油温低无法启动的现象。
3 对消音器堵头材质进行改进
空压机运行一年多后某日，发现空气压缩机23
郑子岳 2012年第9期 张占平等 无油螺杆空压机在长北CPF 的应用:
2.1.22
号机不能正常加载，报警为中间压力低，怀疑吸气调节器有故障，经仔细检查，发现消音器末端的堵
头缺失，对照检查1号空压机的情况，发现此堵头已经陷进了一定尺寸，因此判断故障压缩机消音器末端的堵头被吸进了消音器中，最后在消音器下游管段中的将堵头到。经过分析发现，堵头的材质为铝，消音器的材质为钢，在空压机运行一段时间后，消音器及其末端的堵头变热，由于钢的膨胀系数大于铝，造成消音器末端的堵头孔相对变大，铝制的堵头陷进消音器中，系统不再密闭，造成中间压力建立不起来。这就要求采用膨胀系数相对钢要大的材质，最后决定使用膨胀系数相对较大又是常用材料的铜。铜材质的堵头经过一年多的使用，没有出现堵头陷进去的情况。这也提醒厂家在设计的时候，能够充分考虑设备材质的热膨胀系数。
3.3 在压缩机二级压缩出口增加引压管
在空压机系统投运的初期，发现空压机频繁加载卸载，但此时两个储罐及管网的压力都还很高，还没有低到空压机加载的设定点压力。本压缩机的系统流程为，二级压缩后的空气经过干燥器干燥后才进入储罐，而此螺杆压缩机自动加载卸载的取压点就在二级压缩出口。当储罐系统压力还很高的时候，由于干燥器再生时的突然泄压，造成二级压缩出口压力降低(干燥气出口有单流阀，储罐系统压力无法及时平衡到此处)，当二级出口压力低到加载压力的时候，空压机就开始加载，但由于仅是二级出口及干燥器的压力低，空压机刚加载，二级出口压力就达到了卸载的设定值，空压机又开始卸载，当下次干燥器再生时，又出现加载的情况，如此频繁加载卸载对机组损害很大，容易造成吸气调节器故障。由于压缩机和干燥器是撬装的，不便于将系统的流程改为压缩后的空气先经过储罐在经干燥器，因此
决定将系统压力即干燥器后的压力通过引压管引到二级压缩出口，让此点的压力始终和系统压力平衡，空压机根据此点的压力，也就是系统压力来进行加载和卸载。经改造后，压缩机不再频繁加卸载，系统工作正常。3.4 合理设定气水分离器排水时间
此螺杆空压机是自动加载卸载的，在出口压力
小于设定值时自动加载，在出口压力大于某一设定值时自动卸载。运行初期发现空压机加载的时间较长，但是对比空压机的处理量和下游的用气量，两者出现了很大的偏差，说明有一部分压缩空气可能泄漏了。经仔细排查发现，空压机的两个气水分离气的排液时间较长，以至于冷凝水排完之后将一部分压缩空气也排出去了，因此要求合理设定排液时间。根据榆林地区空气湿度相对较小的实际情况，我们摸索出了适应本地空气特性的排液时间，既减少了压缩空气的浪费，又不至于造成液排不干净。4 常见故障及处理4.1 压缩机不能加载
进气调节器故障、压力传感器故障、电磁阀故障、电脑板故障。4.2 油温警告/跳机
环境温度高、油冷却器换热效果差、油位过高/低。
4.3 油压低
油位低、油泵故障、压力传感器故障、油冷却器内部堵塞、油过滤器堵塞。4.4 中间压力报警/跳机
中间压力传感器故障、二级空气端故障、管线或消音器有泄漏。4.5、排气温度报警/跳机
环境温度高、冷却风不足、中间级压力高、冷却器内部空气流动有阻力、温度传感器/联线故障、一级或二级空气端故障。5 总结
螺杆式空压机以其先进性、节能性在现代工业中得到了广泛使用，其机子本身也较稳定，但是由于其许多附件不是撬装的，需要在设计上有更加严格的要求。此外还要求进行正确的维护保养，才能保证设备的正常运转，提高零件的更换周期，降低运行成本。
[参考文献]
[1] 王玮.GA 22P 2-10型螺杆压缩机的维护及故
障处理[J ].压缩机技术,2007,(4).
Application of oil free rotar y scr ew air compr essor in Changbei CPF
ZH AN G Zha n -p ing ,Y U Zhi -b in ,WAN G H u -dan
(No 2gas plant of Changqing Oil Field Company Yulin high -technology zone ,China .719000)Abstr a
ct :this paper introduces oil free rotary screw air compressor's pr inciple 、composition 、specialty 、maintenance experiences ,problems and improvement during running 、common malfunctions and treatment etc .
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内蒙古石油化工 2012年第9期
e words :Air Compressor s Principle and pecialt aintenance Problems and mprovement al unctions and reatment
