船用空压机常见故障分析范文Word格式文档下载.docx
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第1章绪论
背景
随着现在航运业的飞速发展，对于船舶机械的要求也越来越高，不仅仅表现在船舶主机上，一些辅助机械对整条船舶，尤其是在远洋航行中也起到了至关重要的作用。
空压机是船舶的必备辅助机械，因为它是船上压缩空气的唯一来源，决定了船舶主机的启动，和一些辅机及气动机械的运行等。
空压机的安全可靠运行是船舶安全运行的必备条件，而空压机运行过程中由于运动部件磨损导致泄漏，润滑不良等等原因会引起空压不能正常工作，从而影响船舶的运行。
现代船舶大多数采用的是活塞式空压机，下面就通过对船用空气压缩机运行中常见故障现象的分析结合自身学习和船上经验指出空气压缩机停车和运行管理中应注意的关键问题并对空气压缩机易损件的检修提出建议。
本文所述问题
（1）空压机的基本情况，例如其构成、类型及工作原理等。
（2）空压机的常见故障发生原因和排除方法。
（3）空压机故障的检验及日常维护管理。
空压机性能和质量好坏直接影响到船舶的安全航行，空压机的种类繁多，故障种类也多种多样，因此如何及时、明确的找出故障原因及排除方法，这需要丰富的经验和知识储备。
本文根据空压机系统的组成和工作原理，通过对各单位元件的细致分析，对常见故障做出了详细的描述与剖析，并总结归纳了有关空压机的日常维护与管理，希望借此减少船员修配的盲目性，提高空压机经济性和航行安全性。
空压机的品牌很多，我国海船使用较多的是螺旋杆空压机。
第2章空压机的概述
空压机的组成
图双螺杆空压机结构图
通常我们所说的螺杆压缩机即指双螺杆压缩机，它的基本结构如图所示。
在压缩机的主机中平行地配置着一对相互啮合的螺旋形转子，通常把节圆外具有凸齿的转子（从横截面看），称为阳转子或阳螺杆；
把节圆内具有凹齿的转子（从横截面看），称为阴转子或阴螺杆。
一般阳转子作为主动转子，由阳转子带动阴转子转动。
转子上的球轴承使转子实现轴向定位，并承受压缩机中的轴向力。
转子两端的圆锥滚子推力轴承使转子实现径向定位，并承受压缩机中的径向力和轴向力。
在压缩机主机两端分别开设一定形状和大小的孔口，一个供吸气用的叫吸气口；
另一个供排气用的叫排气口。
一台喷油螺杆空压机组主要由主机和辅机两大部分组成，主机包括螺杆空压机主机和主电机，辅机包括进排气系统、喷油及油气分离系统、冷却系统、控制系统和电气系统等。
在进排气系统中，自由空气经过进气过滤器滤去尘埃、杂质之后，进入空压机的吸气口，并在压缩过程中与喷入的润滑油混合。
经压缩后的油气混合物被排入油气分离桶中，经一、二次油气分离，再经过最小压力阀、后部冷却器和气水分离器被送入使用系统。
在喷油及油气分离系统中，当空压机正常运转时，油气分离桶中的润滑油依靠空压机的排气压力和喷油口处的压差，来维持在回路中流动。
润滑油在此压差的作用下，经过温控阀进入油冷却器，再经过油过滤器除去杂质微粒后，大多数的润滑油被喷入空压机的压缩腔，起到润滑、密封、冷却和降噪的作用；
其余润滑油分别喷入轴承室和增速齿轮箱。
喷入压缩腔中的那一部分油随着压缩空气一起被排入油气分离桶中，经过离心分离绝大多数的润滑油被分离出来，还有少量的润滑油经过滤芯进行二次分离，被二次分离出来的润滑油经过回油管返回到空压机的吸气口等低压端。
空压机的工作原理
螺杆压缩机的工作循环可分为吸气过程（包括吸气和封闭过程）、压缩过程和排气过程。
随着转子旋转每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环，为简单起见我们只对其中的一对齿进行研究。
图螺杆空压机工作过程
1、吸气过程
随着转子的运动，齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿间容积，这个齿间容积的扩大在其内部形成了一定的真空，而此时该齿间容积仅仅与吸气口连通，因此气体便在压差作用下流入其中。
在随后的转子旋转过程中，阳转子的齿不断地从阴转子的齿槽中脱离出来，此时齿间容积也不断地扩大，并与吸气口保持连通。
随着转子的旋转齿间容积达到了最大值，并在此位置齿间容积与吸气口断开，吸气过程结束。
吸气过程结束的同时阴阳转子的齿峰与机壳密封，齿槽内的气体被转子齿和机壳包围在一个封闭的空间中，即封闭过程。
2、压缩过程
随着转子的旋转，齿间容积由于转子齿的啮合而不断减少，被密封在齿间容积中的气体所占据的体积也随之减少，导致气体压力升高，从而实现气体的压缩过程。
压缩过程可一直持续到齿间容积即将与排气口连通之前。
3、排气过程
齿间容积与排气口连通后即开始排气过程，随着齿间容积的不断缩小，具有内压缩终了压力的气体逐渐通过排气口被排出，这一过程一直持续到齿末端的型线完全啮合为止，此时齿间容积内的气体通过排气口被完全排出，封闭的齿间容积的体积将变为零。
从上述工作原理可以看出，螺杆压缩机是通过一对转子在机壳内作回转运动来改变工作容积，使气体体积缩小、密度增加，从而提高气体的压力。
第3章空压机的常见故障与分析
压缩机常见故障及原因分析
在制冷系统中，压缩机是用来提高气体压力和输送气体的机械。
从能量方面分析，压缩机是将动力能转换为压力能的设备。
压缩机在运转中，难免会出现故障。
以下就压缩机常见故障及其发生原因进行了分析。
吸气温度不正常
压缩机吸气温度是指从压缩机吸气截止阀前面的温度计读出的制冷剂温度。
为了保证压缩机的安全运转，防止产生液击现象，要求吸气温度比蒸发温度高一点，即应具有一定的过热度。
过热度的大小可通过调节膨胀阀开启度来实现。
应避免吸气温度过高或过低。
吸气温度过高，即过热度过大，将导致压缩机排气温度升高。
吸气温度过低，则说明制冷剂在蒸发器中蒸发不完全，既降低了蒸发器换热效率，湿蒸汽的吸人又会形成压缩机液击。
吸气温度正常情况下应比蒸发温度高5～10℃
1、吸气温度过高
正常情况下压缩机缸盖应是半边凉、半边热。
若吸气温度过高则缸盖全部发热。
如果吸气温度高于正常值，排气温度也会相应升高。
吸气温度过高的原因主要有：
（1）系统中制冷剂充注量不足，即使膨胀阀开到最大，供液量也不会有什么变化，这样制冷剂蒸汽在蒸发器中过热使吸气温度升；
（2）膨胀阀开启度过小，造成系统制冷剂的循环量不足，进人蒸发器的制冷剂量少，过热度大，从而吸气温度高；
（3）膨胀阀口滤网堵塞，蒸发器内的供液量不足，制冷剂液体量减少，蒸发器内有一部分被过热蒸汽所占据，因此吸气温度升高；
（4）其他原因引起吸气温度过高，如回气管道隔热不好或管道过长，都可引起吸气温度过高。
2、吸气温度过低
理论上压缩机吸人蒸汽为饱和状态时其运行效果最好。
为了保证压缩机安全运行，防止湿行程，必须有一定的过热度。
若压缩机吸气温度过低，易产生湿行程且使润滑条件恶化，所以应尽量避免这一现象。
压缩机吸气温度过低的原因有：
（1）制冷剂充注量太多，占据了冷凝器内部分容积而使冷凝压力增高，进人蒸发器的液体随之增多。
蒸发器中液体不能完全气化，使压缩机吸人的气体中带有液体微滴。
这样，回气管道的温度下降，但蒸发温度因压力未下降而未变化，过热度减小。
即使关小膨胀阀也无显著改善。
度减小。
（2）膨胀阀开启度过大。
由于感温元件绑扎过松、与回气管接触面积小，或者感温元件未用绝热材料包扎及其包扎位置错误等，致使感温元件所测温度不准确，接近环境温度，使膨胀阀动作的开启度增大，导致供液量过多。
排气温度不正常
压缩机排气温度可以从排气管路上的温度计读出。
它与制冷剂的绝热指数、压缩比（冷凝压力/蒸发压力）及吸气温度有关。
吸气温度越高，压缩比越大，排气温度就越高，反之亦然。
吸气压力不变，排气压力升高时，排气温度也上升;
如果排气压力不变，吸气压力下降时，排气温度也要升高。
这两种情况都是因为压缩比增大引起的。
冷凝温度和排气温度过高对压缩机的运行都是不利的，应该防止。
排气温度过高会使润滑油变稀甚至炭化结焦，从而使压缩机润滑条件恶化。
排气温度的高低与压缩比（冷凝压力/蒸发压力）以及吸气温度成正比。
如果吸气的过热温度高、压缩比大，则排气温度也就高。
如果吸气压力和温度不变，当排气压力升高时，排气温度也升高。
造成排气温度升高的主要原因有:
（1）吸气温度较高，制冷剂蒸汽经压缩后排气温度也就较高；
（2）冷凝温度升高，冷凝压力也就高，造成排气温度升高；
（3）排气阀片被击碎，高压蒸汽反复被压缩而温度上升，气缸与气缸盖烫手，排气管上的温度计指示值也升高。
影响吸气温度升高的实际因素有：
中间冷却效率低，或者中冷器内水垢过多影响换热，则后面级的吸气温度必然偏高，排气温度也会升高。
气阀漏气，活塞环漏气，不仅影响到排气温度升高，而且也会使级间压力变化，只要压缩比高于正常
1、排气压力较高
排气压力一般是与冷凝温度的高低相对应的。
正常情况下，压缩机的排气压力与冷凝压力很接近。
冷凝压力升高时，压缩机排气温度也升高。
压缩机的压缩比增大，输气系数减小，从而使压缩机的制冷量降低。
耗电量增加。
如果排气温度过高，则增加了压缩机润滑油的消耗，使油变稀，影响润滑;
当排气温度与压缩机油闪点接近时，还会使部分润滑油炭化并积聚在吸、排气阀口，影响阀门的密封性。
降低冷却介质的温度可使得冷凝温度下降，冷凝压力也随之下降，但这要受到环境条件的限制，难以人为选择。
增加冷却介质流量可降低一点冷凝温度（多采用这种方法）。
但不能片面地提高冷却水或空气的流量，因为这将增大冷却水泵或风扇及电机的功率，应全面综合考虑。
排气压力偏高会使压缩功加大，输气系数降低，从而使制冷效率下降。
产生这种故障的主要原因：
（1）冷却水（或空气）流量小，温度高；
（2）系统内有空气，使冷凝压力升高；
（3）制冷剂充注量过多，液体占据了有效冷凝面积；
（4）冷凝器年久失修，传热面污垢严重，也能导致冷凝压力升高。
水垢的存在对冷凝压力影响也较大。
2、排气压力过低
排气压力过低，虽然其现象是表现在高压端，但原因多产生于低压端。
其原因：
（1）膨胀阀冰堵或脏堵，以及过滤器堵塞等，必然使吸、排气压力都下降；
（2）制冷剂充注量不足；
（3）膨胀阀孔堵塞，供液量减少甚至停止，此时吸、排气压力均降低。
排气量不足
排气量不足主要是与压缩机的设计气量相比而言：
（1）进气过滤器积垢堵塞或压缩机吸气管太长，管径太小，致使吸气阻力增大，影响了吸气量从而使排气量减少。
（2）压缩机转速降低使排气量降低。
如果压缩机使用环境不当，因压缩机的排气量是按一定的海拔高度（该项主要是空气压缩机）、吸气温度、湿度以及供电情况设计的，当把它使用在超过上述标准的环境时，如空气压缩机使用在高原环境中会导致吸气压力降低等，排气量也会受到影响。
（3）气缸、活塞、活塞环磨损严重、超差、使有关间隙增大，泄漏量增大，影响到了排气量。
属于正常磨损时，需及时更换易损件，如活塞环等。
属于安装不正确，间隙留得不合适时，应按图纸给予纠正，如无图纸时，可取经验资料，对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙，如为铸铁活塞时，间隙值为气缸直径的%～%；
对于铝合金活塞，间隙为气缸直径的%～%；
钢活塞可取铝合金活塞的较小值。
（4）填料密封不严产生漏气使排气量降低。
其原因首先是填料本身制造时不合要求；
其次可能是由于在安装时，活塞杆与填料中心结合不好，产生磨损、拉伤等造成漏气；
一般在填料处加注润滑油，起到润滑、密封、冷却作用。
（5）压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响。
阀座与阀片间掉人金属碎片或其它杂物，关闭不严，形成漏气。
这不仅影响排气量，而且还影响压缩比和排气温度的变化;
阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量，可以是制造质量问题，如阀片翘曲等，也可是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。
（6）气阀弹簧力与气体力匹配较差。
弹力过强则使阀片开启迟缓，弹力太弱则阀片关闭不及时，这些不仅影响了排气量，而且会影响到压缩机功率的增加，以及气阀阀片、弹簧的寿命。
同时，也会影响排气压力和排气温度的变化。
（7）压紧气阀的压紧力不当。
压紧力小，则要漏气，当然过大又会使阀罩变形、损坏。
若气阀有了故障，阀盖必然发热，同时排气压力也不正常。
声音异常
压缩机某些部件发生故障时会发出异常声响，活塞与缸盖间隙过小，直接撞击；
活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣，活塞端面丝堵松动，活塞向上串动碰撞气缸盖，气缸中掉人金属碎片以及气缸中积聚水份等，均可在气缸内发出敲击声。
曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等，轴径磨损严重，间隙增大，十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等均可在曲轴箱内发出撞击声。
排气阀片折断，阀弹簧松软或损坏，负荷调节器调得不当等均可在阀腔内发出敲击声。
应循此去寻找故障并分析其原因从而采取措施。
过热
在曲轴和轴承、十字头与滑板、填料与活塞杆等摩擦处，温度超过规定的数值称之为过热。
过热所带来的后果：
（1）加快了配合间的磨损；
（2）过热量的热不断积聚，导致烧毁磨擦面以及产生压缩机抱轴而造成重大的设备事故。
造成轴承过热的原因主要有：
轴承与轴颈贴合不均匀或接触面积过小；
轴承偏斜，曲轴弯曲、扭拧变形；
润滑油粘度太小，油路堵塞，油泵有故障造成断油等；
安装时没有找平，没有找好间隙，主轴与电机轴没有找正，两轴有倾斜等。
空气压缩机常见故障修理
安全阀失控
（1）各级排污阀米及时排污，造成排污器内压增大，顶开安全风卸压，应清洗排污器。
（2）安全阀密封面损坏，起不到控制作用。
应研磨密封面至要求。
（3）安全阀的压力减弱，应调整压力弹簧，从新调定压力，各级开启压力对照为：
1级；
2级；
3级；
4级。
气压过低
（1）检查各级压力表的指数是否在规定压力范围内，哪一级显低，就拆检那一级的收、排气阀乘进行修复或更换损坏的阀座垫片。
（2）检查各级排污阀的开关是否不严或未关好，应便各级排污阀无漏气现象为止。
（3）拆俭连杆大瓦、小瓦的间隙，尤共是活塞上横销孔的磨损情况，这是本机的最薄弱点。
大瓦间隙～mm，小瓦问隙～mm，这些间隙都直接影响活塞行程死点间隙。
各级活塞行程死点间隙对照：
1级；
任何一级间隙不对，都得调整和修复，以控制投失在最小范围内。
（4）检查冷却水排出情况。
即使微小漏气，排水中也会出现微小气泡，当漏气量大时，排气口就会冲出大量的气体，使胶管头强烈的摆动。
更换新水管或补焊水管来消除漏气。
（5）吸气口的过滤材料堵塞，将造成吸气量不足，影响本机的工作能力。
解决方法是清洗或更换过滤材料。
润滑不良
（1）齿轮油泵的管连接件松脱，造成漏气，使压力油上不去。
紧固各连接件或更换垫圈防止漏气，使油压>
；
（2）齿轮油泵的吸汕过滤网堵塞，停机清洗过滤网即可；
（3）注油泵不上油。
解决方法:
清洗注油泵过滤网，拧紧各管螺纹，调整柱塞的升降高度；
（4）有机玻璃罩松，造成不真空，吸不上油。
紧好玻璃罩或更换有裂纹的玻璃罩，并注意玻璃罩下的胶垫是否垫好；
（5）供油管堵塞，清通接头，待注油泵供油到达时，再接好接头。
机身过热
（1）缸套内壁积水垢太厚，影响冷却。
消除水垢可防机身过热；
（2）水压力过小，压力<
。
造成导热效率低，想法增大水量；
（3）室内要求通风，不得闷热；
（4）少工作压力不得太高，高压力下工作时间不能太长
第4章空压机的检验及日常管理与保养
对空压机的检验需要对空压机自身系统有较细致深入的了解，除要求检验人员具备相关专业知识外，也应熟知其空压机说明书及有关的系统图纸，并借助其船舶日志中有关记录、操作作为参考进行检验。
有时空压机的故障是由于检验人员不到位造成的，所以检验人员需要对其保持严谨的检验态度，才能找出问题并解决。
同时有效的日常管理及保养对空压机工作可靠性和延长其寿命也至关重要，唯有如此才能保证空压机的日常运行和使用。
空压机检验
（1）每周：
a.检查机组有无异常声响和泄漏；
b检查仪表读数是否正确；
c.检查温度显示是否显示正常。
（2）每月：
a.检查机内是否有锈蚀、松动之处，如有锈蚀则去锈上油或涂漆，松动处上紧；
b.排放冷凝水。
（3）每三个月：
a.清除冷却器外表面及风扇罩、扇叶处的灰尘；
b.加注润滑油于电动机轴承上；
c.检查软管有无老化、破裂现象；
d.检查电器元件，清洁电控箱。
空压机的日常管理
为了使空压机能够正常可靠地运行，保证机组的使用寿命，须制定详细的维护计划，执行定人操作、定期维护、定期检查保养，使空压机组保持清洁、无油、无污垢。
主要部件维护保养参照下表进行：
（注意：
清洁周期）
表主要部件维修保养表
项目
内容
检查或更换周期（h）小时
备注
500
1000
2000
2500
4000
空气过滤器滤芯
清除表面灰尘杂质
+
可视含尘量工况情况延长或缩短
进气阀密封件
密封圈检查或更换
压缩机润滑油
更换新油
油过滤器
更换新件
首次500小时
油分离器
最小压力阀
检查开启压力
清洗
冷却器除尘
清除散热表面灰尘
视工况延长或缩短
安全阀
检查动作是否灵敏
放油阀
排放水分、污垢
传动皮带
检查磨损情况或更换
根据磨损程度延长或缩短
电动机
电动机加注润滑脂
或电动机使用说明书维护
（1）按上表维修及更换各部件时必须确定：
空压机系统内的压力都已释放，与其它压力源已隔开，主电路上的开关已经断开，且已做好不准合闸的安全标识。
（2）压缩机冷却润滑油的更换时间取决于使用环境、湿度、尘埃和空气中是否有酸碱性气体。
新购置的空压机首次运行500小时须更换新油，以后按正常换油周期每4000小时更换一次，年运行不足4000小时的机器应每年更换一次。
（3）油过滤器在第一次开机运行300-500小时必须更换，第二次在使用2000小时
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