螺桿壓縮機(jī)的油氣分離器應(yīng)用技巧

螺桿壓縮機(jī)的油氣分離器應(yīng)用技巧
 1 引言
現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)中離不開動(dòng)力氣源?？諝鈮嚎s機(jī)在我國(guó)80年代前很多行業(yè)都沒(méi)有應(yīng)用上，直到90年代 才廣泛使用在工廠和機(jī)械設(shè)備上。在10年內(nèi)，最廣泛使用的是噴油式螺桿空氣壓縮機(jī)。螺桿式空氣壓縮機(jī)的特點(diǎn)主要是供氣平穩(wěn)，噪音低，省電和維修率低，符合環(huán)保要求，離補(bǔ)了活塞式空氣壓縮機(jī)不足之處。在工業(yè)動(dòng)力上使用螺桿式空氣壓縮機(jī)的比率大大提高，在不斷引進(jìn)外國(guó)技術(shù)的同時(shí)，我國(guó)也不斷研究新的技術(shù)。導(dǎo)致國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的螺桿式空氣壓縮機(jī)廠越來(lái)越多，來(lái)滿足市場(chǎng)行業(yè)的需求，現(xiàn)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的螺桿式空氣壓縮機(jī)不但在國(guó)內(nèi)銷售，而且不斷返銷出國(guó)，這代表了我國(guó)的螺桿式空氣壓縮機(jī)技術(shù)上已邁進(jìn)了一大步。

在噴油式螺桿空氣壓縮機(jī)內(nèi)的油氣分離器芯是重要部件之一，油氣分離 器芯的主要作用是減少空氣壓縮機(jī)的耗油量，確保壓縮空氣的含油量在3ppm之內(nèi)?？諝鈮嚎s機(jī) 的生產(chǎn)廠家不斷在技術(shù)改造來(lái)減少壓縮空氣的含油量，或選用質(zhì)量較好的油氣分離器芯 。但在使用過(guò)程中部份的效果并不是很理想，也會(huì)出現(xiàn)空氣的含油量過(guò)大或壓差過(guò)大;嚴(yán)重的 燃燒爆炸。

2 油氣分離器芯的應(yīng)用技術(shù)

空氣壓縮機(jī)的出氣含油量不但與油氣分離器芯的質(zhì)量有關(guān)，而且與油桶的設(shè)計(jì)有 相關(guān)，還有空氣壓縮機(jī)的出氣流量與油氣分離器芯的處理流量的配套相關(guān)重要。

2.1油氣分離器芯與空氣壓縮機(jī)的配套

一般情況下，空氣壓縮機(jī)配套油氣分離器芯必須選擇大于或等于空氣壓縮機(jī)的出 氣流量，防止了在使用過(guò)程中吸入的空氣濾清器過(guò)濾不了的細(xì)小粉塵將油氣分離器芯的細(xì)分離層上堵塞，從而減少油氣分離器芯的處理流量，造成油氣分離器芯 早期壓差過(guò)大。在配套油氣分離器芯最合適的是壓縮空氣出氣流量的105%以 上來(lái)選擇。

2.2油氣分離器芯的使用壽命

老化的油的沉淀物，空氣中的污染物和磨損的微粒都會(huì)影響油氣分離器芯的使用 壽命。用戶不同，要求的最終壓差也不一樣。在實(shí)際使用中，壓縮機(jī)用的油氣分離器芯的最終壓差為0.8-1bar,真空泵為0.5bar。油氣分離器芯上積聚的污物在較高油流量時(shí)也會(huì)增多。這可以用排污流量來(lái)衡量。排污量直接和壓縮機(jī)的預(yù)分離結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)。排污量的 最佳值一般在每立方油1g左右。所以油氣分離器芯的使用壽命不能按時(shí)間來(lái)衡量，只有用油氣分離器芯的最終壓差來(lái)決定壽命。

2.3確保油氣分離器芯有經(jīng)濟(jì)的使用壽命的方法

對(duì)潤(rùn)滑油的正確維護(hù)是確保油氣分離器芯有一個(gè)較滿意使用壽命的前提條件。一 般來(lái)講，油氣分離器芯的使用壽命僅受到細(xì)分離層上的固體顆粒沉淀物(油的氧化物， 磨損的顆粒等)的限制，最終導(dǎo)致壓差升高。潤(rùn)滑油中的污物可通過(guò)更換空氣濾清器﹑機(jī)油過(guò)濾器和遵守油的更換周期來(lái)減少。這樣，可使進(jìn)入到油氣分離器芯上的污物保持在最少，有利于 延長(zhǎng)維護(hù)﹑保養(yǎng)周期。油的選型對(duì)油氣分離器芯的使用壽命有非常大的關(guān)系。只能使 用那些經(jīng)批準(zhǔn)的﹑抗老化和對(duì)水不敏感的潤(rùn)滑油?？寡趸圆畹臐?rùn)滑油不適用，即使工作時(shí)間較短，也會(huì)產(chǎn)生一種類似于果凍狀的粘稠沉淀物，將油氣分離器芯堵塞。較高的工作溫度會(huì)加速 潤(rùn)滑油的老化，所以也須對(duì)冷卻風(fēng)量和冷卻器的污垢引起足夠地重視。在更換機(jī)油時(shí)，須將用過(guò)的油完全排掉，以避免新機(jī)油遭污染或者新﹑老機(jī)油間不相溶。極少情況下也會(huì)出現(xiàn)由于環(huán)境空氣中夾雜氣體雜質(zhì) 而導(dǎo)致潤(rùn)滑油過(guò)早老化。

2.4 空氣壓縮機(jī)耗油量

一些影響空氣壓縮機(jī)儲(chǔ)油罐油位的工作條件和臨界條件，諸如油的揮發(fā)過(guò)程﹑預(yù)分離和回油系統(tǒng)的效果都會(huì)導(dǎo)致短時(shí)間或較長(zhǎng)時(shí)間的耗油量增大。例如，回油管堵塞會(huì)引起分離出的油積聚在油氣 分離器芯的干端。積油的數(shù)量級(jí)和已積聚的油量有關(guān)。

儲(chǔ)油罐內(nèi)油位過(guò)高也會(huì)產(chǎn)生相似的后果，如果在油和氣之間暫時(shí)或長(zhǎng)久不能形成顯著的隔離區(qū)域，會(huì)損害油滴離效果的預(yù)分，也會(huì)增加油氣分離器芯下游的空氣中的殘油率。

當(dāng)油溫較低或使用揮發(fā)較慢的潤(rùn)滑油時(shí)，過(guò)量地加油也會(huì)導(dǎo)致大量的油泡沫透過(guò)油分離芯， 油氣分離器芯勢(shì)必會(huì)增加耗油量。在正常工作溫度800C的情況下，某些型號(hào)或牌號(hào)的 潤(rùn)滑油的油煙含量可達(dá)10mg/m3。

2.5儲(chǔ)油罐的設(shè)計(jì)

儲(chǔ)油罐在空氣壓縮機(jī)內(nèi)起到的作用是儲(chǔ)存壓縮機(jī)機(jī)油;緩沖壓縮空氣的流速;是油氣分離 器芯前級(jí)液態(tài)油的分離作用。儲(chǔ)油罐是油氣分離器芯處理含油量的決定因素 ，儲(chǔ)油罐的設(shè)計(jì)合理是降低壓縮空氣的含油量，如果設(shè)計(jì)不合理會(huì)造成壓縮空氣的含油量增大，同時(shí)加大能源的損耗。在空氣壓縮機(jī)的設(shè)備怎樣才能降低能源的損耗，儲(chǔ)油罐的設(shè)計(jì)怎樣才算合理。不同品牌的空 氣壓縮機(jī)所設(shè)計(jì)的儲(chǔ)油罐都不一樣，儲(chǔ)油罐的合理設(shè)計(jì)要注意幾點(diǎn)參數(shù)：

(1)了解壓縮機(jī)頭的出氣流量和壓縮機(jī)頭需要的噴油流量，參數(shù)可以向壓縮機(jī)頭生產(chǎn)商索取。

(2)壓縮空氣在7bar壓力時(shí)進(jìn)儲(chǔ)油罐之前的流速要求是V=15-25m/s的范圍內(nèi)，這時(shí)要計(jì)算壓縮機(jī)頭到 儲(chǔ)油罐的管徑需要配置多大。

(3)壓縮空氣在7bar壓力時(shí)儲(chǔ)油罐之內(nèi)的流速要求最大是V1=5m/s，這時(shí)要計(jì)算進(jìn)儲(chǔ)油罐之前的流速 所需要的管徑和儲(chǔ)油罐之內(nèi)的流速所需要的就算出儲(chǔ)油罐的直徑。帶有液態(tài)油的壓縮空氣進(jìn)入儲(chǔ)油罐內(nèi)所產(chǎn)生的離心力和速度﹑方向來(lái)計(jì)算壓縮空氣余下的含油量。

(4)在儲(chǔ)油罐內(nèi)的壓縮空氣進(jìn)入油氣分離器芯的流速控制在V2=0.7m/s,同時(shí)進(jìn)入油氣分離器芯的壓縮空氣的含油量在5-10g/m3之內(nèi)，可以在回油管上收集油量來(lái)測(cè)量 進(jìn)油氣分離器芯的壓縮空氣含油量。

(5)計(jì)算空氣壓縮機(jī)所需要的噴油量，在儲(chǔ)油罐內(nèi)的機(jī)油的油面到油氣分離器芯 底部的距離不能小于300mm。否則，會(huì)加大油氣分離器芯的油量處理，造成壓縮空氣的 含油量增大。

儲(chǔ)油罐設(shè)計(jì)的參數(shù)是參考德國(guó)“MANN+HUMMEL”集團(tuán)油氣分離器芯的處理流速和處理含油量來(lái)計(jì)算，流量按DIN1945標(biāo)準(zhǔn)(在7bar工作壓力下)來(lái)計(jì)算。

3 在使用油氣分離器芯產(chǎn)品需要注意的問(wèn)題分析

3.1油氣分離器芯壓差過(guò)大(>1bar)

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，新安裝的油氣分離器芯初次 使用的正常壓差在0.17-0.3bar，如果超出0.3bar是不正常的，這時(shí)要檢查空氣壓縮機(jī)的最小壓力閥或其它空氣系統(tǒng)的零配件是否有損壞的現(xiàn)象。

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，在較短的時(shí)間里出現(xiàn)壓差過(guò)大，油氣分 離器芯的壓差大于0.8bar以上是不正常的，這時(shí)要檢查空氣壓縮機(jī)的空氣系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象 ，還要檢查空氣壓縮機(jī)所使用的空氣濾清器是否能過(guò)濾5-6um雜質(zhì)達(dá)到95%，在7-10um雜質(zhì)達(dá)到99.8%的效 果，否則油氣分離器芯在使用中就會(huì)提前出現(xiàn)壓差>0.8bar以上。另外，空氣壓縮機(jī)在大修后有沒(méi)有對(duì)壓縮空氣系統(tǒng)和油路系統(tǒng)進(jìn)行清潔干凈，空氣壓縮機(jī)的兩大系統(tǒng)有不明顯故障時(shí)都會(huì)造成 油氣分離器芯在使用中早期壓差過(guò)大。

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，其分離層可以容量有一定的粉塵，當(dāng)空氣壓縮機(jī) 在不斷使用所吸入的空氣也有很多小于5um的塵粒進(jìn)入到油氣分離器芯的細(xì)分離層上， 不但使細(xì)分離層的處理流量不斷在下降，而且油氣分離器芯的壓差也不斷在增大。 油氣分離器芯在正常使用上達(dá)到1bar的壓差，這時(shí)需要更換油氣分離器芯 。

潤(rùn)滑油的抗氧化能力是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，是否有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性，抵抗油品分解和油泥的產(chǎn)生。潤(rùn)滑油的使用不當(dāng)也會(huì)產(chǎn)生油氣分離器芯的壓差增大。

3.2油氣分離器芯的處理含油量過(guò)大(>10ppm)

在油氣分離器芯的使用過(guò)程中，含液態(tài)油的壓縮空氣經(jīng)過(guò)油氣分離器芯 分離后的壓縮空氣理想的含油量在3ppm以內(nèi)。在使用油氣分離器芯之前必須 要了解清楚空氣壓縮機(jī)的出氣流量與油氣分離器芯的處理流量是否相匹配， 油氣分離器芯的配置必須大于或等于空氣壓縮機(jī)的出氣流量。在同一型號(hào)的油氣分離器芯使用在不同品牌的空壓機(jī)上，其油氣分離器芯的處理含油量都不一樣。 因?yàn)椴煌放频目諌簷C(jī)，它的儲(chǔ)油罐的設(shè)計(jì)都不一樣，還有油氣分離器芯的處理含油 量與儲(chǔ)油罐的設(shè)計(jì)有關(guān)，而且儲(chǔ)油罐的流量設(shè)計(jì)按DIN1945標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì)算。

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，壓縮空氣的含油量>10ppm/m3min以上，必須多點(diǎn)注意儲(chǔ)油罐里的油量及空氣壓縮機(jī)的機(jī)油溫度，必要時(shí)對(duì)空氣壓縮機(jī)停下進(jìn)行檢查，檢查空氣壓縮機(jī)的回 油管是否有堵塞，密封件是否有損壞及儲(chǔ)油罐的油量是否在合理位置上等有相關(guān)的部件都進(jìn)行檢查。一般情況下，壓縮空氣的含油量的多少可以從排污物明顯出來(lái)。

在使用的潤(rùn)滑油是否有良好的空氣釋放性，避免氣蝕，保持最大壓縮率。是否有低泡沬，精心篩選的添加劑確?？諝庋杆俜蛛x，不會(huì)形成過(guò)度的泡沬層，是否有超卓的分水性。

3.3油氣分離器芯出現(xiàn)燃燒或爆炸(冒煙.焦味)

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，偶然都會(huì)出現(xiàn)儲(chǔ)油罐里燃燒或者爆炸，這種情況 并不是油氣分離器芯所產(chǎn)生的。由于油氣分離器芯本身是不會(huì)自然起火的，只有火種和助燃?xì)怏w兩種因素同時(shí)存在才會(huì)燃燒爆炸，還有的是油氣分離器芯 通過(guò)氣體的流速摩擦?xí)a(chǎn)生靜電，靜電越大危險(xiǎn)性就越大。所以生產(chǎn)油氣分離器芯 的廠家都會(huì)安裝有導(dǎo)電片。除非在安裝時(shí)油氣分離器芯的法蘭墊片上沒(méi)有加固靜電片來(lái)導(dǎo)電，導(dǎo)致產(chǎn)生的靜電不能往外散走。

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，要防止儲(chǔ)油罐里起火燃燒。首先在油氣 分離器芯的法蘭墊片上加固導(dǎo)電片，其所使用的壓縮機(jī)潤(rùn)滑油的氣化量的性能要符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。其次是在安裝油氣分離器芯之前把兩大系統(tǒng)的雜質(zhì)和焊縫上的焊渣必須要清潔干凈 ，特別是對(duì)新機(jī)器的焊縫上的焊渣必須要清潔干凈。因?yàn)榭諌簷C(jī)在運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生高溫高壓，還有高速的氣體流通就容易把清潔不干凈的焊渣脫離，經(jīng)與金屬件碰撞生產(chǎn)火花。再次的是要經(jīng)常留意空氣壓縮機(jī)在運(yùn) 轉(zhuǎn)所發(fā)出來(lái)的噪音是否正常，防止空氣壓縮機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件有磨損所產(chǎn)生的金屬果粒與金屬件碰撞所產(chǎn)生火花。

潤(rùn)滑油的有沒(méi)有杰出的氧化穩(wěn)定性，防止閥和其它部件形成積碳和漆膜，這些物質(zhì)是在高溫高壓條件下氧化反應(yīng)的副產(chǎn)物(如氧化鐵和氫氧化物)。這些沉積物會(huì)對(duì)空氣壓縮機(jī)造成嚴(yán)重?fù)p害，降低效率，增加維護(hù)費(fèi)用。

潤(rùn)滑油是否有防止發(fā)生起火和爆炸事故，在壓縮機(jī)機(jī)頭的排氣管中，積碳和鐵銹微粒的混合物在壓縮空氣熱量的作用下，可發(fā)生放熱反應(yīng)，導(dǎo)致起火和爆炸。

3.4油氣分離器芯的正常適應(yīng)壓力(>5bar)

在使用油氣分離器芯的過(guò)程中，要注意的是工廠正常使用的空氣壓力不能<5bar 。因?yàn)橛蜌夥蛛x器芯的處理流量是按標(biāo)準(zhǔn)的7bar壓力來(lái)計(jì)算，并按DIN1945的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)計(jì) 算油氣分離器芯的處理流量。一般情況下油氣分離器芯的選型必須 是空氣壓縮機(jī)出氣流量的105%以上來(lái)配置，而油氣分離器芯的處理量是與使用的壓力 和流速有關(guān)，在相配的油氣分離器芯下壓力越低其油氣分離器芯的 處理效果就越差。所以對(duì)油氣分離器芯必須長(zhǎng)期使用在5.5bar以上，否則油 氣分離器芯的處理空氣的含油量就達(dá)不到3ppm的效果。其它壓力下修正系數(shù)表如下：

4 安裝注意事項(xiàng)

a) 在安裝油氣分離器芯時(shí)在密封件表面涂上少量潤(rùn)滑油。

b)在安裝時(shí)旋裝式油氣分離器芯只需用手順時(shí)針旋緊即可。

c) 在安裝內(nèi)置式油氣分離器芯時(shí)，油氣分離器芯的法蘭墊片 上必須要安裝導(dǎo)電片或使用石墨墊片。

d)在安裝內(nèi)置式油氣分離器芯時(shí)，注意回油管是否伸到與油氣分離器芯 的中心底部2-3mm之間。

e) 在卸下油氣分離器芯時(shí)要先注意內(nèi)部是否仍有余壓。

f) 含油的壓縮空氣不能直接正對(duì)油氣分離器芯噴射。

5 結(jié)論

本文提到的油氣分離器芯應(yīng)用技術(shù)及使用過(guò)程中將會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題的分析，具有提高 空氣壓縮機(jī)的出氣含油量的效果，降低空氣壓縮機(jī)的使用成本?？蛇m用于空氣壓縮機(jī)的儲(chǔ)油罐制造的數(shù)據(jù)參考，特別適用于設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，并對(duì)設(shè)備的故障診斷有借鑒意義。本文提出的問(wèn)題分析及注意事項(xiàng)有 助于空氣壓縮機(jī)行業(yè)的操作人員的培訓(xùn)教材。

• 空氣壓縮機(jī)
• 現(xiàn)代