空压机结碳问题 - 中国压缩机网行业论坛

我的一个客户有4台十个立方的机器，运行时间均为一万多小时，运行环境比较差，工作温度偏高，有97度左右，（4台机器温度都这样，以前温度高时也只有85度左右。）其中一台几分钟就会升到105度跳机。刚开始怀疑是散热器脏堵，清洗散热器表面灰尘后，温度依然很高，还是会跳机。自上次保养到现在运行时间最多的也只有1700多小时，油位也不低，检查三滤，没发现异常现象。用手摸散热器进出口油管，温差特别大，进油管非常烫手，出油管比常温高一点，排除油位和温控阀问题后最总怀疑散热器内部堵塞。把散热器拆下，买来清洗剂浸泡，流出来好多黑湖湖的东西，难怪老是高温跳机，原来是这个东西在作怪。散热器搞好复位后开机，一切正常，温度只有85度左右。运行两个多星期后，温度又开始上升，现在温度又有97度左右了。拆下进气阀检查机头，发现转子整个表面有一层发红的东西，油的颜色也发黑，我想整个系统内部应该也部满了这种东西吧。

烦请各位高手帮我出出主意，怎么样才能把这层发红的东西彻底祛除掉？

你的油品有问题,转子是碳钢做的，变红是油中含有水了.还有就是建议你更换压缩机油,不要用原来的,最好用原厂的,贵点也没办法,为了保住机器.

更换新油前请清洗冷却器及所有油和油气管道,并建议用压缩空气吹干,然后更换油滤、油分，问题一定解决。

谢谢这位仁兄为小弟指点迷津。不过我不明白机器正常运行温度一直很高，低的话也有85度以上。油中的水分是那里来的，这么高的温度水分应该可以蒸发掉吧。

由于你的工作环境较差,故建议你勤换油及三滤,最好在空滤上加装预过滤装置以减少小颗粒杂质直接进入机头,你的主机可能要送回厂家要求清洗.

工业生产中使用的中、低压空压机，多采用两级压缩。其级间配有中间冷却器降低压缩空气温度，节能能耗，保证安全生产和空压机的出气能力。为了降低压缩空气排出温度，还配置有末端冷却器。

空冷器一般采用工业水冷却。因此，空冷器长期运行后其内部都有水垢生成。水垢增生防碍了热交换，减少了空冷器内部截面积，严重时完全堵塞管路，造成空压机排气温度超过工艺要求的现象。

我厂汽轮空压机组运行4年后，空冷器锈蚀、结垢较严重，冷却效果下降，装置的性能不稳定，曾出现因排出压缩空气超温而自动停机的情况。因此，空冷器必须进行清洗除垢。

1 空冷器清洗除垢的方法

我厂汽轮空压机空冷器结构比较复杂，管径小，材质主要由碳钢、黄铜、紫铜等多种金属组成。根据空压机空冷器的结构、材质、结垢情况及现场条件，在溶垢实验的基础上，我们确定酸洗工艺为：80g/kgHCL加2.5g/kg缓蚀剂，在常温下使动态循环清洗和浸泡清洗交替进行。浸泡可以使清洗液与水垢充分接触反应，循环可以将杂质带出空冷器。

首先，在配液槽中配制好清洗液，然后启动酸泵。将清洗液从空冷器的出水端送入，通过空冷器冷却水通道由进水端排出，返回配液槽。这种循环方式，使浓度较高的清洗液先与结垢较重的出水端接触。在清洗液循环开始后不久，空冷器上部的排气阀和排液槽中有大量气体冒出，说明水垢中的CaCO₃与清洗液反应生成了CO₂等气体。同时，每隔30min测定一次清洗液的酸含量，清洗液酸浓度基本维持稳定(保持在20g/kg以上)，配液槽内液体中已无CO₂逸出，表明除垢已经完成。停泵排放废酸液，快速用清水冲洗，直至清洗系统中pH值上升为4～5。

然后，配制含10g/kg NaOH的中和液，调节清洗系统中液体pH值为10～11。当中和液循环约20min混合均匀后，停止循环，静置浸泡。由于NaOH又是理想的钝化剂，所以在钢铁的自然腐蚀电位下，使溶液pH为9～11，可使金属表面形成磁性氧化铁而处于钝态^[1]。在这里，NaOH起到中和、钝化和防腐作用。待符合要求后，排尽废碱液，再立即用清水彻底清洗。

废酸、废碱的排放，要注意中和及稀释，防止污染环境。

清洗操作结束后，检查空冷器铜管及水室内壁，发现除垢完全，设备及管路畅通，露出金属本色，酸洗液中碳钢试片的腐蚀速度小于10g/(m²·h)完全符合化学清洗的质量要求。及时恢复装置原状，重新投入生产运行，空冷器的优良换热性能得到了恢复。

2 空冷器清洗除垢的实际意义

化学清洗除垢前后，我厂汽轮空压机空冷器的运行工艺参数如表1和表2所示。

表1 空压机中间冷却器除垢前后运行工艺参数

	除垢前			除垢后			备注
	时间	温度 t₁/℃	压力（表压） p₁/MPa	时间	温度 t₂/℃	压力（表压） p₂/MPa	备注
压缩机进气	1994年 5月 20日 10：00	19.8	0	1994年 6月 13日 10：00	24.2	0	（1）空压机中间冷却器，1994年6月9日除垢，1994年6月11日正式恢复生产运行（2）表中压力为仪表记录值进行换算后的数据
中冷器进水		21.5	0.25		20.8	0.122
中冷器出水		27	0.075		30	0.045
中冷器出气		51	0.09653		32	0.0986
排出压缩空气		25	0.16		25	0.19

表2 空压机末端冷却器除垢前后运行工艺参数

	除垢前			除垢后			备注
	时间	温度 t₁/℃	压力（表压） p₁/MPa	时间	温度 t₂/℃	压力（表压） p₂/Mpa	备注
压缩机进气	1994年 12月 2日 10：00	17.6	0	1994年 12月 7日 10：00	13.6	0	（1）空压机末端冷却器，1994年12月5日除垢，1994年12月7日正式恢复生产运行（2）表中压力为仪表记录值进行换算后的数据
中冷器出气		32	0.09653		34	0.09791
末冷器进水		15	0.20		14.5	0.15
末冷器出水		23.3	0.03		25.3	0.09
排出压缩空气		55	0.12		25	0.17

采用化学清洗方法除去空压机冷却器中结垢，对于保证正常生产，搞好设备现场管理，节能，安全和保证空压机出力等方面，都具有重要的意义。

2.1 提高换热效率

空冷器除垢后，换热效率大大地提高，空压机的正常运行得到了保证。

如表3所示，水垢的导热系数为钢板的几十分之一至几百分之一。因此，空冷器除垢后，压缩空气侧的热量传到冷却水侧的效率显著提高，空气排出的温度大大降低。从表1和表2看出，汽轮空压机组中间冷却器的空气出口温度，夏季由除垢前的51℃降低到除垢后的32℃；末端冷却器的压缩空气排出温度，冬季也由除垢前的55℃降低为除垢后的25℃，同时，空冷器除垢后，避免了空压机排出的气温过高而自动停机的故障发生，空压机的额定产气能力得到了很好的保证。

这对于保证生素质量，连续不断地供应无菌空气的工业生产正常进行，是十分有利的。

2.2 节省动力消耗

空压机空冷器除垢后，使空气压缩过程接近于等温压缩过程，因而节省了空压机动力消耗。

表3 金属与垢层导热系数的比较

名称	钢	氧化铁垢	硅酸盐水垢	硫酸垢水垢	碳酸钙（镁）水垢
导热系数（W/m.K）	46.51~69.77	0.1163~0.2326	0.0581~0.2326	0.5814~2.9100	0.5814~6.9800

由空压机设计的热力计算知道^[3]，等温压缩过程消耗的功比其它过程少。中间冷却器排气温度的高低，对空压机的能耗和压缩比都有明显的影响。

由多变压缩过程可知，从空压机前一级出来的空气，经过除垢后的中冷器却移除多余的热量后，降低了气体进入二级压缩的起点攻压缩终了的温度，降低了空气压缩的多变指数值，使压缩过程接近于等温过程，从而减少了动力消耗。因此，空压机的操作运行也就越经济。

经过计算，空压机中冷器除垢后比除垢前可以少耗动力约6.2%。

2.3 降低冷却水耗量

空冷器除垢后，冷却水的利用率大大地提高，冷却水耗量大大地降低。困此，减少了空冷器对冷却水流量和压力供给的需要。

据统计，我厂汽轮空压机组空冷器结垢运行比无垢运行一年多耗冷却水约40万吨。

2.4 提高压缩空气品质

空冷器除垢后，提高了送出压缩空气的质量，降低了压缩空气中水分等的含。显然，这是一项强化空气净化系统降温除湿过程的措施，使输送出的空气更为干澡洁净。

除垢后的空冷器，将经一级压缩后的热空气冷却到要求的温度，然后送到二级压缩。这样，一级压缩排出的空气经过中冷器后有一中分湿气的水分析出，由中冷器的气水分离器排出。同时，二级压缩空气经过除垢的末冷器得到较充分的冷却，降低了送出空气的温度，析出的水分由末冷器的气水分离器排除。这样，经过两次有效冷却分离除去水分送出的空气更为干燥。

经过工艺计算^[4]，我厂汽轮空压机组空冷器清除水垢，夏季中冷器将空气中的绝对含湿量由17.0g水分/kg绝干空气，降低到15.65g水分/kg绝干空气，析出冷凝水量为1.35g水分/kg绝干空气；冬季末冷器也可将空气中的绝对含湿量由8.118g水分/kg绝干空气降低到7.496g水分/kg绝干空气。析出冷凝水量为0.622g水分/kg绝干空气。由此可见，压缩机空冷器除垢后比除垢前使压缩空气中的绝对含湿量明显地降低。这对于抗生素发酵工程的空气除菌具有特殊的重要意义。

由于压缩空气是在干燥状态下进入发酵车间总过滤器的，在过滤器底部没有水分出现。这样，原来在夏季常开的排气阀都得到关闭或微开，同时因为排除了铁锈使整个空气系统减少了排气损失。同时，避免了由于空气带水而造成生产的马鞍型，减少了发酵染菌，使抗生素发酵单位明显提高。显然，这方面所产生的经济效益是很大的。

2.5 保证设备安全运行

空冷器除垢后，保证了空压机的安全运转，避免了各种事故的发生。

在空气压缩过程中，结垢的空冷器不能将热的压缩空气冷却到要求的温度。这对于空压机的安全运行是很不利的。

空压机空冷器除垢后，压缩空气时产生的热量被工业冷却水大量地带走，改善了空压机的运行工况，空气排出的温度大为降低。这避免了空压机冷却水系统因锈蚀、结垢堵塞被迫停车检修、停工减产，严重时甚至会造成设备、人身事故的发生。因而，大大地延长了设备使用寿命，减少了空压机停车检修及更新的时间。

喷油螺杆式空气压缩机在运行一定时间以后，一般会出现运行温度偏高、油路阻塞、喷油量不足以及油过滤器与油分离器元件寿命短等故障。针对以上故障及成因，因此借鉴国外压缩机公司的先进维护经验，建议使用油路情况保养服务。

喷油螺杆式压缩机均采用冷却润滑油封闭循环，长时间处于较高温度下运行(一般在75--88℃)，故可能出现不同程度的油品积炭、积垢、酸化等变质现象。由于积炭等原因，就可能导致油路元件(如电磁阀、温控阀等)损坏，油路阻塞，换热效果不佳等故障。

    1.常规电气系统、控制系统、气路系统检查，维修。
    2.路系统保养:
        (1)拆检断油电磁阀及膜片

3.更换润滑油、空滤、油滤、油分元件等常规保养。
4.如为水冷机型，应用水垢清洗剂浸泡水路系统。

油路清洗：采用美国SUMMIT的VARNASOLV积炭清洗剂，每一台机器中加入1加仑Varnasolv浓缩液于每10加仑压缩机油，首先确保排出足够的压缩机润滑油以便把Varnasolv加入到储存箱内。然后连续运行压缩机40到60小时。为了防止悬浮污染物的再沉积，当油还是热的时候，要彻底排掉压缩机内的润滑油，才能取得最佳的效果。

水路清洗：采用美国SUMMIT的水垢清洗剂SUBLIME，需加热浸泡使用。

谢谢大家的关注，问题还没有得到解决。哪位仁兄有用的比较好的清洗剂，也给小弟推荐一下，或把清洗剂名称，使用方法以及价格发到我的邮箱里.sheng_1980@163点com