低压气机润滑油乳化的原因分析和处理方案
3 _7 R4 a& I0 m- I) [- f6 i我厂两台低压气机自投产以来，就一直存在润滑油易乳化的问题，影响了低压气机的正常运行。 3 ?- g; N% L4 T& @
一、概述
8 S9 J* v& { F5 Y" G. ~" B# _; K1． 空气/油系统原理和运转方式 # h3 l. S Q8 W6 e a# b6 H6 G
1） 原理
( {2 S# F8 k% B! N/ u空气/油系统包括进气过滤器、吸气调节器、空气端、油分离器、最小压力/止逆阀、后冷却器、温控旁通阀及油过滤器等组成。油在管路中的流动是由初级油分离器和空气端注油口的压力差来驱动的。
/ U; X. l \: K7 A; c% e! k; Q9 }+ d 2）运转方式
& D' L: X4 T$ M" o+ b! L 步骤1：空气经过进气过滤器和吸气调节器进入空气端后，被转动的螺杆吸入，并与通过注油口进入空气端的润滑油混合。 * C: ?. I. ~3 p0 V6 m, `! e
步骤2：空气/油混合物在螺杆的驱动下压力和温度升高，经过排气管进入油分离器的下端。这是初级油气分离，绝大部分的油在这里得以分离。 " R7 c- h0 W& h& i6 l
步骤3：剩余的空气/油混合物再经过二级油分离器得到最终分离，分离出来的油经过管路排回空气端。
$ G" e5 V- }1 l, a2 H3 @ 步骤4：经过过滤的空气再经过最小压力/止逆阀排出油气分离器。只要该段空气压力超过4—4.5bar，空气就通过后冷却器得到冷却，排出输出口。 + V7 {- @6 Z, M1 P( C
在供油方面，刚启动时，系统中的冷油不经过冷却器，由旁通阀经由过滤器直接进入空气端。随着油温升高至正常运行温度后，旁通阀关闭，油改成流经油冷却器再流到过滤器，再注入空气端。
. }7 } X" P; O1 B/ `' ~2． 运行参数
$ H4 A- k/ e; T% f9 ?$ b! D6 d- I) R' K1)机组主要数据
7 V! ^" U+ Y8 Z' v; ^
' Y$ x/ K0 m+ Q0 l- N0 q/ s$ w
7 F2 X4 ^7 m9 ~; k0 S
) G3 y }: D- g5 _: E- C| ) v- G# g: O2 U" I
型 号 |
# k$ H5 M9 G4 t3 x8 N. M) y7 F* W" e }5 X6 ^3 S0 l
CYCLON337 | ( W0 U3 M! T8 `
; ]7 h7 v7 g |2 q. \ 总输入功率 | : N# w. s, H' B* _) C$ ]1 ^. ]0 ^
# ]. w6 G) a# S, K* B 42.6KW |
) l1 c9 X. ~# S' Z9 u- s( r, ^% x) K
| 8 {& r) g' j2 a& [+ S
空气端 | + k$ }. R* j; Y2 k) o
6 E- D* g, X/ T* ]5 N6 [
单级注油螺杆式（3） | / C: r3 K( F! Z+ b! A3 u+ m1 j& u( H
9 F+ ~8 I8 `; ?# L2 G 名义功率 | ' v1 y' `% \( ` e! J
& y) D c; X; M) c1 h0 d! g& O' K
37 KW |
, j- H% m: x4 n i3 ~2 b% M% C4 L M9 D+ q5 o5 Q+ g' r* X I0 e
|
4 |/ `+ Z& I* _1 u3 Q/ b6 Z 环境温度 | ) ^ h$ J- _: K& {. e2 Q
W: X5 X, {% t) {/ t
0—46℃ |
. W8 p0 b5 I( y7 O% J
) S4 M0 ^! O' O9 I) c% p 名义转速 | ( a, T4 k- D3 T: R8 }9 @
# N% \1 k4 b2 C) Q$ ]
2970rpm | ' L: t# j0 e9 N' u( K3 P: Z+ [' {
. l/ C, v( O0 F% |! ~6 Q: [! v
|
. K% D; s0 U* Y4 H% E3 E 排出空气压力 | 6 p4 o. u% B0 X0 N/ c8 m
1 _* K- @7 x# T- ` 最小：5bar $ O8 Z$ s2 N* V* D5 C7 H# s; i
最大：7.5—13bar | 2 L: [& Y/ m; g1 F' {
) S/ x1 u, d3 z8 s. O3 x! @$ {. @3 b
排气温度高于环境温度 | % J9 ^) D) L8 L! ~+ A
8 Z7 v$ h9 V+ O7 Q
6 ℃ |
6 M) q( |- |6 w2 z3 _, n! c
5 {1 U7 C) G- q4 g) d1 C; E. d| 8 `! @+ H6 c" v' z# }9 D
冷却空气排气温度高于环境温度 | ( l% D' m6 h5 j. }
; w! N5 e! [ F+ N: U
23 ℃ |
) M3 h% L: R1 ~- D5 S, d7 i) k, N9 A+ ]. k, S
尺寸 | 4 X& V8 M9 g! f/ q: l" Z: R* X3 D; A
3 u1 S( u: W/ u$ h) ^
1420*990*1650 | : ^# r+ d9 W4 f$ O" y
2）调试数据
) H+ P# `0 T7 C) j O0 I" M/ B0 O# P$ h* ^5 l1 L
" {0 g% I5 @+ A \/ h; a: Q( W
! M9 A4 Q# A: \: j|
' m. u5 k) G# Q 设定值 | ( \; Q2 ^7 [2 V+ q+ @+ N i" Q- ~
% F( O* P% x" l$ k) }# L
主 用 |
+ I( X3 s1 s- Z) a
8 G4 r6 {0 b- f4 d" N7 F 备 用 |
) |7 G+ {5 ~ y5 `, P: O9 f8 `( }3 }2 M" z) w5 f+ n
|
9 R! X# r+ y6 }+ N5 F3 h 启动值 | 0 w1 p# i7 Q3 R6 C
) g4 E, Z3 c* @) I) I' D# h! e
7.0 bar |
1 A; P) k' T: b( j! J% c
) c& A9 k! ~% ?, A7 }6 j: b 6.5bar |
& R5 R( o# d2 `/ C. G% p
# ~2 p" z5 x! f9 \; t- S4 Z| 6 I' a5 r% W1 T, @' _* V! }( [
停止值 | 2 K6 S$ b, q8 t: B! J
/ x; ?8 C, N. _" I1 G- l) X% g 8.0 bar |
" {# `/ G; W6 H5 j9 i+ j
; e- x8 i$ S3 F/ `0 E/ h6 @( @ 8.0 bar | $ M9 p) b% F/ O4 |9 s/ q' V
" w$ o9 _2 A3 k) i, j|
- M4 Y- C0 f" c9 l 油温报警值 | % a; l$ R4 m: k- @9 D" e. U
2 T$ V( B! k8 e0 }; ?
105 ℃ | 6 U7 ~ M8 N/ |6 y r
4 _- n. f# h0 p) h 105 ℃ | o7 S M: X# ~+ C
3）运行数据 U" E4 [+ _+ X4 ^5 f
以下数据均采自#2低压气机实际运行中。
1 \" D% r! }) x8 G% l星三角时间（空载运行至最小压力阀开启）：约5s；
6 u* U9 v2 E& c8 n8 P 负载时间（主用气机压力从7.0上升值8.0）：约3分钟； - [( W9 {. t1 G6 l+ F
排放时间（主用气机对外排气施压）：约2分钟； , V5 w3 p& {- [7 c
气机最终压力：7.8bar；
% T2 F& l, c9 O* U* d0 @ 油温：待机时——42℃； ( g/ f8 m. L3 Q# A8 j# I( X
正常运行中——71℃；
H# z8 Y' y+ K4 |: ]% ~# d# ? 环境温度：27℃ 5 D& T# W% `+ u% |8 Z6 x
环境湿度：79‰
8 D' K7 }4 e$ q* r& @二、润滑油乳化原因浅析
+ y; B4 I: b! _- v8 a润滑油乳化的根本原因是油混入水分而发生化学作用引起变质，与润滑油的品质、运行环境、运行状况等因素有关。
* s% z1 u+ `6 Q& ^- L# q3 f( n! m1． 润滑油的型号
* S- g7 u2 |2 N5 {% F5 ~9 f r目前我厂低压气机使用的润滑油的型号为Compare 4000HR,为康普艾公司推荐用品，具有高耐磨性、高抗氧性和防腐性的优点。因此，润滑油的性能是符合要求的，无需更换别的型号润滑油。
- w# L7 u) ?1 R( f& c8 ]5 J9 O# k2． 运行环境
) g: d; p- f8 e- [, I5 N( ]- ~$ ?按照要求，空压机室应有足够的空间和良好的通风条件。我厂的实际情况是，空间足够大，通风条件良好，但湿度较高。在正常情况下，厂内空调和立式空调应配合使用，维持室内良好的通风和较低的湿度。
- L' l/ m. ^* ?3． 运行状况 , }+ q% I. ]7 n( \1 X7 H8 |/ s- u
第一，从现场运行情况看，低压气机的工作效率很高，系统气压从7.0bar上升至8.0bar总共所需时间仅为5分钟左右，而在运行过程中油温最高时也只能到71℃，由于低压气机没有专门的油水分离装置，其油水分离主要是依靠运行中油（水）温升高达到水汽化点后实现的，因此润滑油在只有71℃的情况下无法进行油水的有效分离。这是油乳化的主要原因。
- ~. t2 T& V- x) `3 ?第二，气机室的湿度相对较高，而低压气机的启动比较频繁，因此水分积累快，促进了润滑油的乳化。 ( e* W" N d1 ?. e
第三，排气出口管路位置较低，往往运行一段时间后会在此累积大量的水分，并可能致使在排气过程中部分水分倒流，混入润滑油中。据台帐记载，2001年6月22日对#2低压气机进行排水，又于7月11日再次排水，排出的水量约为1/4桶（≈3.1升）。容易计算得出：平均每天进入气机的水量S≈3.1/20=0.155（升/天）。那么，排出的水量越大，油中残留的水量也越大，则油的乳化频率也就越高。
" B; D2 _1 Q, L. m三、处理方案
( T( z) a3 y0 ? 由于气机室的环境无法改变，对润滑油的乳化能采取的措施主要是技改和防范的办法。
) P: |' D1 u1 D" [" m" C- }# X1． 技改 . G8 G5 t1 [ V( }$ r2 P
1） 安装加热器 3 W V2 c' t8 k J/ p, a5 A
技改方案：在初级油气分离器内部安装电加热器
- n$ e$ Z7 x; i: h: y效果分析：首先，初级分离器是压力油缸，技改的难度相当大，除了要对分离器开孔焊装电加热器外，还需配置自动装置以及对控制回路的修改，这对结构紧凑的低压气机无疑是个大手术；其次，如果对油（气）温无法有效控制，容易造成高温报警停机；但若能解决以上技术问题，投资在一万元以内，应该是可行的。
$ }: {9 N8 H4 w3 y7 B2 p/ M2） 安装自动排污装置 * a9 g$ Q) G" T! T9 G1 A
技改方案：在排气口处加装自动排污装置
* s* T! @ V/ C' _2 H3 u! L效果分析：此办法在一定程度上能对气系统的气水分离起作用，但无助于气机内部的油水分离，不能有效排除润滑油中的水分。 " r2 `2 j/ ^, `( J; U
3） 加装油水分离器
" r+ q7 X: O! v" m技改方案：在气机排气口安装油水分离器 6 C( U3 h2 n1 G2 q" S
效果分析：与安装自动排污装置一样，如果油温上不去，加装油水分离器作用不大。 * ^$ O5 q' u2 `0 h5 |! {
2． 防范措施 ' G7 [) N9 v2 A5 K( Z
鉴于技改的办法可行性不大，也就无法根本解决油水分离的问题，因此目前主要采取的办法是对气机进行定期连续运行。
/ T4 v- o$ W$ I/ q Q 措施内容：人为加载，同时堵住油冷却器的散热排气口，对低压气机进行每两周一次的8小时连续运行。
- @; b7 D- ~7 Q, Q8 {- H, N 效果分析：连续运行可以使气机油温升高，当温度达到80℃以上时，油水分离，并随排污管排出。从运行的情况来看，此办法是有效的，能明显看见油色由浑浊变清醇。从经济上，每次排水运行所需P=42.6*8=340.8KW·h，以0.37元/度计算，则需花费340.8*0.37*52/2=3278.5（元/台·年）。为了节省开支，可根据实际情况适当调整连续运行时间和周期，只需在发现油色变浑时才手动运行至变清即可。应由运行人员自行把握，以尽可能地节约电能。 & g. O3 B6 R+ s: U h) K" V
四、综合评价 * g/ @8 `5 n" b# e2 X
我们将上述情况反馈代理商后，等待其进一步的建议。而在技改方案尚未落实之前，仍采用定期连续运行的办法，以防止润滑油的乳化。 | 
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发表于 2005-12-24 10:43
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