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螺杆式空压机含油量增加(原因分析)

2025-12-26


螺杆式空压机依赖“油气混合物压缩→油气分离→油回流循环”实现润滑与产气分离,正常情况下排气含油量应≤3ppm(优质油气分离器可降至1ppm以下)。若含油量显著升高(如下游过滤器出现大量油垢、气动元件内壁积油),本质是“油的分离效率下降”或“油的异常泄漏”,具体原因可分为五类:

一、油气分离系统失效:核心分离环节故障

油气分离系统是控制含油量的关键,此前在“空压机运行隐患”中提及的油气分离器芯堵塞、破损等问题,会直接导致分离失效:

油气分离器芯破损或堵塞

表现:油气分离器压差表显示超0.2MPa(堵塞),或压差突然降至0(芯体破损),下游用气点快速出现油迹;

原因:①芯体长期使用(超8000小时未更换),纤维过滤层被油泥、粉尘堵塞,油雾无法有效拦截,随压缩空气带出;②安装时芯体与法兰密封胶圈未压实,或拆卸时野蛮操作导致芯体开裂,未过滤的油气混合物直接短路排出;③劣质芯体(非原厂配件)纤维层密度不足,分离精度仅10ppm以上,远低于标准要求。

危害:堵塞时不仅含油量增加,还会导致排气阻力升高,空压机能耗增加15%-20%;破损时大量润滑油流失,可能引发主机润滑不足。

回油阀堵塞或卡滞

表现:油气分离器底部回油管无油流(停机后观察),或回油阀接口处积满油泥,含油量随运行时间逐步升高;

原因:①回油阀滤网被油泥(油质劣化生成)、金属碎屑(主机磨损)堵塞,分离后的油无法回流至油箱,堆积在分离器内,随气流带出;②回油阀阀芯因油污卡滞在关闭位,或弹簧失效(弹力不足)导致阀门无法常开,油回流通道阻断;③回油管管径过小(非原厂设计),或管路弯折导致油流不畅,形成“油堵”。

油气分离腔设计缺陷或积油

表现:原厂未做“旋风预分离”结构的老旧机型,或分离腔内积满油污的新机,含油量普遍偏高;

原因:①分离腔无导流板,油气混合物进入时无预旋流,油雾未形成大油滴就直接冲击芯体,增加芯体负荷;②长期未清理分离腔,底部积油超1/3容积,开机时气流扰动将积油卷起,形成“油雾二次夹带”,突破芯体拦截。

二、油位异常:油过量或油位检测失准

此前在“润滑系统隐患”中强调的“油位过高”,是含油量增加的常见诱因,本质是油位超出分离系统的处理能力:

油箱油位过高

表现:油位计显示超2/3刻度(部分机型超上限红线),加载时含油量瞬时升高,卸载时略有缓解;

原因:①补油时未按油位计刻度操作,过量加注(如误将“停机油位”当作“运行油位”,运行时油位因搅拌升高);②回油阀堵塞导致油无法回流,油箱油位被动升高(同时伴随分离器内积油);③油位计故障(如浮子卡滞在高位),实际油位已超上限却显示正常,误导操作人员继续补油。

原理:油位过高时,主机转子搅拌油气混合物的力度增大,生成的油雾颗粒更细小(直径<1μm),超出油气分离器芯的拦截极限,随压缩空气排出。

油位计失准导致的误判

表现:油位计显示正常,但实际油位因油箱底部积水(雨季常见)而“虚高”,含油量间歇性升高;

原因:油箱底部积水未及时排出,水与油形成分层,油位计浮子漂浮在油层表面,显示的“油位”实际包含水层高度,导致实际参与循环的油量超量,引发带油。

三、系统压力异常:分离压力不足或波动过大

油气分离需依托稳定的系统压力(通常0.6-0.8MPa),压力异常会破坏分离平衡,此前在“加卸载过程”中提及的压力骤降、低压运行等情况,均会影响含油量:

系统压力长期过低

表现:排气压力持续低于0.5MPa(如用气负荷过大、进气阀未完全打开),含油量随压力降低呈正比升高;

原因:①油气分离的核心原理是“油雾在压力作用下被挤压至过滤层纤维表面,聚合成油滴回流”,压力过低时油雾颗粒动能不足,无法有效附着在纤维上,直接穿透芯体;②压力低导致压缩空气在分离腔内停留时间缩短(<0.5秒),预分离效果下降,油雾未充分沉降就进入芯体。

案例:某工厂因下游设备频繁卸载,空压机长期在0.4MPa低压运行,1周内下游过滤器油垢厚度达2mm,含油量从1ppm升至15ppm。

压力骤降或频繁加卸载

表现:空压机加载/卸载瞬间(压力从0.6MPa骤升至0.8MPa,或骤降至0.2MPa),含油量短暂峰值超10ppm,随后恢复正常;

原因:①加载时进气阀突然打开,气流速度从0骤升至20m/s以上,扰动分离腔内积油,形成油雾脉冲带出;②卸载时系统压力快速下降,油气分离器内油雾因压力突变“沸腾”,生成大量微小油滴,突破芯体拦截。

四、密封与阀门破损:油的异常泄漏通道

空压机润滑系统的密封件、控制阀门若破损,会导致油绕过分离系统直接进入排气通道,此前在“进气阀隐患”“密封系统失效”中提及的问题可延伸至此:

进气阀密封件老化或破损

表现:进气阀阀杆处有明显油迹,卸载时含油量升高更显著,且伴随进气量不足;

原因:进气阀阀芯与阀座间的氟橡胶密封圈(耐温120℃)长期使用(超3000小时)老化变硬,或被油泥卡滞导致密封不严,油箱内的润滑油通过进气阀缝隙被吸入主机,与空气混合后未经过充分分离就排出(相当于“额外注油”)。

主机轴端密封破损

表现:主机轴承端盖处有油滴渗出,含油量缓慢升高,同时主机振动值略有增加(超6.3mm/s);

原因:主机轴端的骨架油封(如TC40×62×12型号)因润滑不足(油位低)、轴承磨损(超8000小时)导致唇口磨损,或安装时油封方向装反,油箱内的油通过轴端间隙泄漏至进气侧,随进气进入压缩腔,增加油气混合物的含油量。

回油管接头密封不良

表现:回油管与油箱、油气分离器的接口处有油迹,停机后接口下方地面有油滴;

原因:接头处的O型圈(耐油丁腈橡胶)老化、变形,或安装时未拧紧(扭矩不足),分离后的油在回流过程中泄漏,部分油雾被吸入进气口,形成“循环带油”。

五、油温过高或油质劣化:油的物理特性改变

此前在“空压机高温过载”“润滑系统隐患”中提及的油温过高、油质乳化等问题,会间接降低油的分离性能:

油温长期超85℃

表现:油温表显示超85℃(部分机型警戒值95℃),含油量随油温升高逐步增加,油样呈深黄色(氧化迹象);

原因:①油温过高使润滑油黏度从46cSt(40℃)降至20cSt以下,油的表面张力减小,更易形成微小油雾(直径<0.5μm),油气分离器芯难以拦截;②高温加速油的氧化,生成油泥附着在芯体表面,堵塞油回流通道,进一步降低分离效率。

油质乳化或混入杂质

表现:油位计内油样呈乳白色(乳化),或底部有黑色沉渣(杂质),含油量伴随油质劣化快速升高;

原因:①压缩空气含湿量高(干燥机失效),水蒸气混入油箱形成乳化油,乳化油的分离性能下降50%以上,油雾易穿透芯体;②空气滤芯破损(粉尘进入)、主机磨损(金属碎屑),杂质划伤油气分离器芯的过滤层,形成“油泄漏通道”。

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