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螺杆压缩机的油气分离器应用技巧
螺杆压缩机的油气分离器应用技巧 1 引言 现代机械行业中离不开动力气源。空气压缩机在我国80年代前很多行业都没有应用上，直到90年代 才广泛使用在工厂和机械设备上。在10年内，最广泛使用的是喷油式螺杆空气压缩机。螺杆式空气压缩机的特点主要是供气平稳，噪音低，省电和维修率低，符合环保要求，离补了活塞式空气压缩机不足之处。在工业动力上使用螺杆式空气压缩机的比率大大提高，在不断引进外国技术的同时，我国也不断研究新的技术。导致国内生产的螺杆式空气压缩机厂越来越多，来满足市场行业的需求，现国内生产的螺杆式空气压缩机不但在国内销售，而且不断返销出国，这代表了我国的螺杆式空气压缩机技术上已迈进了一大步。 在喷油式螺杆空气压缩机内的油气分离器芯是重要部件之一，油气分离 器芯的主要作用是减少空气压缩机的耗油量，确保压缩空气的含油量在3ppm之内。空气压缩机 的生产厂家不断在技术改造来减少压缩空气的含油量，或选用质量较好的油气分离器芯 。但在使用过程中部份的效果并不是很理想，也会出现空气的含油量过大或压差过大;严重的 燃烧爆炸。 2 油气分离器芯的应用技术 空气压缩机的出气含油量不但与油气分离器芯的质量有关，而且与油桶的设计有 相关，还有空气压缩机的出气流量与油气分离器芯的处理流量的配套相关重要。 2.1油气分离器芯与空气压缩机的配套 一般情况下，空气压缩机配套油气分离器芯必须选择大于或等于空气压缩机的出 气流量，防止了在使用过程中吸入的空气滤清器过滤不了的细小粉尘将油气分离器芯的细分离层上堵塞，从而减少油气分离器芯的处理流量，造成油气分离器芯 早期压差过大。在配套油气分离器芯最合适的是压缩空气出气流量的105%以 上来选择。 2.2油气分离器芯的使用寿命 老化的油的沉淀物，空气中的污染物和磨损的微粒都会影响油气分离器芯的使用 寿命。用户不同，要求的最终压差也不一样。在实际使用中，压缩机用的油气分离器芯的最终压差为0.8-1bar,真空泵为0.5bar。油气分离器芯上积聚的污物在较高油流量时也会增多。这可以用排污流量来衡量。排污量直接和压缩机的预分离结构设计有关。排污量的 最佳值一般在每立方油1g左右。所以油气分离器芯的使用寿命不能按时间来衡量，只有用油气分离器芯的最终压差来决定寿命。 2.3确保油气分离器芯有经济的使用寿命的方法 对润滑油的正确维护是确保油气分离器芯有一个较满意使用寿命的前提条件。一 般来讲，油气分离器芯的使用寿命仅受到细分离层上的固体颗粒沉淀物(油的氧化物， 磨损的颗粒等)的限制，最终导致压差升高。润滑油中的污物可通过更换空气滤清器﹑机油过滤器和遵守油的更换周期来减少。这样，可使进入到油气分离器芯上的污物保持在最少，有利于 延长维护﹑保养周期。油的选型对油气分离器芯的使用寿命有非常大的关系。只能使 用那些经批准的﹑抗老化和对水不敏感的润滑油。抗氧化性差的润滑油不适用，即使工作时间较短，也会产生一种类似于果冻状的粘稠沉淀物，将油气分离器芯堵塞。较高的工作温度会加速 润滑油的老化，所以也须对冷却风量和冷却器的污垢引起足够地重视。在更换机油时，须将用过的油完全排掉，以避免新机油遭污染或者新﹑老机油间不相溶。极少情况下也会出现由于环境空气中夹杂气体杂质 而导致润滑油过早老化。 2.4 空气压缩机耗油量 一些影响空气压缩机储油罐油位的工作条件和临界条件，诸如油的挥发过程﹑预分离和回油系统的效果都会导致短时间或较长时间的耗油量增大。例如，回油管堵塞会引起分离出的油积聚在油气 分离器芯的干端。积油的数量级和已积聚的油量有关。 储油罐内油位过高也会产生相似的后果，如果在油和气之间暂时或长久不能形成显著的隔离区域，会损害油滴离效果的预分，也会增加油气分离器芯下游的空气中的残油率。 当油温较低或使用挥发较慢的润滑油时，过量地加油也会导致大量的油泡沫透过油分离芯， 油气分离器芯势必会增加耗油量。在正常工作温度800C的情况下，某些型号或牌号的 润滑油的油烟含量可达10mg/m3。 2.5储油罐的设计 储油罐在空气压缩机内起到的作用是储存压缩机机油;缓冲压缩空气的流速;是油气分离 器芯前级液态油的分离作用。储油罐是油气分离器芯处理含油量的决定因素 ，储油罐的设计合理是降低压缩空气的含油量，如果设计不合理会造成压缩空气的含油量增大，同时加大能源的损耗。在空气压缩机的设备怎样才能降低能源的损耗，储油罐的设计怎样才算合理。不同品牌的空 气压缩机所设计的储油罐都不一样，储油罐的合理设计要注意几点参数： (1)了解压缩机头的出气流量和压缩机头需要的喷油流量，参数可以向压缩机头生产商索取。 (2)压缩空气在7bar压力时进储油罐之前的流速要求是V=15-25m/s的范围内，这时要计算压缩机头到 储油罐的管径需要配置多大。 (3)压缩空气在7bar压力时储油罐之内的流速要求最大是V1=5m/s，这时要计算进储油罐之前的流速 所需要的管径和储油罐之内的流速所需要的就算出储油罐的直径。带有液态油的压缩空气进入储油罐内所产生的离心力和速度﹑方向来计算压缩空气余下的含油量。 (4)在储油罐内的压缩空气进入油气分离器芯的流速控制在V2=0.7m/s,同时进入油气分离器芯的压缩空气的含油量在5-10g/m3之内，可以在回油管上收集油量来测量 进油气分离器芯的压缩空气含油量。 (5)计算空气压缩机所需要的喷油量，在储油罐内的机油的油面到油气分离器芯 底部的距离不能小于300mm。否则，会加大油气分离器芯的油量处理，造成压缩空气的 含油量增大。 储油罐设计的参数是参考德国“MANN+HUMMEL”集团油气分离器芯的处理流速和处理含油量来计算，流量按DIN1945标准(在7bar工作压力下)来计算。 3 在使用油气分离器芯产品需要注意的问题分析 3.1油气分离器芯压差过大(>1bar) 在使用油气分离器芯的过程中，新安装的油气分离器芯初次 使用的正常压差在0.17-0.3bar，如果超出0.3bar是不正常的，这时要检查空气压缩机的最小压力阀或其它空气系统的零配件是否有损坏的现象。 在使用油气分离器芯的过程中，在较短的时间里出现压差过大，油气分 离器芯的压差大于0.8bar以上是不正常的，这时要检查空气压缩机的空气系统是否有短路现象 ，还要检查空气压缩机所使用的空气滤清器是否能过滤5-6um杂质达到95%，在7-10um杂质达到99.8%的效 果，否则油气分离器芯在使用中就会提前出现压差>0.8bar以上。另外，空气压缩机在大修后有没有对压缩空气系统和油路系统进行清洁干净，空气压缩机的两大系统有不明显故障时都会造成 油气分离器芯在使用中早期压差过大。 在使用油气分离器芯的过程中，其分离层可以容量有一定的粉尘，当空气压缩机 在不断使用所吸入的空气也有很多小于5um的尘粒进入到油气分离器芯的细分离层上， 不但使细分离层的处理流量不断在下降，而且油气分离器芯的压差也不断在增大。 油气分离器芯在正常使用上达到1bar的压差，这时需要更换油气分离器芯 。 润滑油的抗氧化能力是否达到标准，是否有优异的热稳定性和氧化稳定性，抵抗油品分解和油泥的产生。润滑油的使用不当也会产生油气分离器芯的压差增大。 3.2油气分离器芯的处理含油量过大(>10ppm) 在油气分离器芯的使用过程中，含液态油的压缩空气经过油气分离器芯 分离后的压缩空气理想的含油量在3ppm以内。在使用油气分离器芯之前必须 要了解清楚空气压缩机的出气流量与油气分离器芯的处理流量是否相匹配， 油气分离器芯的配置必须大于或等于空气压缩机的出气流量。在同一型号的油气分离器芯使用在不同品牌的空压机上，其油气分离器芯的处理含油量都不一样。 因为不同品牌的空压机，它的储油罐的设计都不一样，还有油气分离器芯的处理含油 量与储油罐的设计有关，而且储油罐的流量设计按DIN1945标准来计算。 在使用油气分离器芯的过程中，压缩空气的含油量>10ppm/m3min以上，必须多点注意储油罐里的油量及空气压缩机的机油温度，必要时对空气压缩机停下进行检查，检查空气压缩机的回 油管是否有堵塞，密封件是否有损坏及储油罐的油量是否在合理位置上等有相关的部件都进行检查。一般情况下，压缩空气的含油量的多少可以从排污物明显出来。 在使用的润滑油是否有良好的空气释放性，避免气蚀，保持最大压缩率。是否有低泡沬，精心筛选的添加剂确保空气迅速分离，不会形成过度的泡沬层，是否有超卓的分水性。 3.3油气分离器芯出现燃烧或爆炸(冒烟.焦味) 在使用油气分离器芯的过程中，偶然都会出现储油罐里燃烧或者爆炸，这种情况 并不是油气分离器芯所产生的。由于油气分离器芯本身是不会自然起火的，只有火种和助燃气体两种因素同时存在才会燃烧爆炸，还有的是油气分离器芯 通过气体的流速摩擦会产生静电，静电越大危险性就越大。所以生产油气分离器芯 的厂家都会安装有导电片。除非在安装时油气分离器芯的法兰垫片上没有加固静电片来导电，导致产生的静电不能往外散走。 在使用油气分离器芯的过程中，要防止储油罐里起火燃烧。首先在油气 分离器芯的法兰垫片上加固导电片，其所使用的压缩机润滑油的气化量的性能要符合国际标准。其次是在安装油气分离器芯之前把两大系统的杂质和焊缝上的焊渣必须要清洁干净 ，特别是对新机器的焊缝上的焊渣必须要清洁干净。因为空压机在运行中会产生高温高压，还有高速的气体流通就容易把清洁不干净的焊渣脱离，经与金属件碰撞生产火花。再次的是要经常留意空气压缩机在运 转所发出来的噪音是否正常，防止空气压缩机的运动部件有磨损所产生的金属果粒与金属件碰撞所产生火花。 润滑油的有没有杰出的氧化稳定性，防止阀和其它部件形成积碳和漆膜，这些物质是在高温高压条件下氧化反应的副产物(如氧化铁和氢氧化物)。这些沉积物会对空气压缩机造成严重损害，降低效率，增加维护费用。 润滑油是否有防止发生起火和爆炸事故，在压缩机机头的排气管中，积碳和铁锈微粒的混合物在压缩空气热量的作用下，可发生放热反应，导致起火和爆炸。 3.4油气分离器芯的正常适应压力(>5bar) 在使用油气分离器芯的过程中，要注意的是工厂正常使用的空气压力不能<5bar 。因为油气分离器芯的处理流量是按标准的7bar压力来计算，并按DIN1945的标准来计 算油气分离器芯的处理流量。一般情况下油气分离器芯的选型必须 是空气压缩机出气流量的105%以上来配置，而油气分离器芯的处理量是与使用的压力 和流速有关，在相配的油气分离器芯下压力越低其油气分离器芯的 处理效果就越差。所以对油气分离器芯必须长期使用在5.5bar以上，否则油 气分离器芯的处理空气的含油量就达不到3ppm的效果。其它压力下修正系数表如下： 4 安装注意事项 a) 在安装油气分离器芯时在密封件表面涂上少量润滑油。 b)在安装时旋装式油气分离器芯只需用手顺时针旋紧即可。 c) 在安装内置式油气分离器芯时，油气分离器芯的法兰垫片 上必须要安装导电片或使用石墨垫片。 d)在安装内置式油气分离器芯时，注意回油管是否伸到与油气分离器芯 的中心底部2-3mm之间。 e) 在卸下油气分离器芯时要先注意内部是否仍有余压。 f) 含油的压缩空气不能直接正对油气分离器芯喷射。 5 结论 本文提到的油气分离器芯应用技术及使用过程中将会出现问题的分析，具有提高 空气压缩机的出气含油量的效果，降低空气压缩机的使用成本。可适用于空气压缩机的储油罐制造的数据参考，特别适用于设备的维护保养，并对设备的故障诊断有借鉴意义。本文提出的问题分析及注意事项有 助于空气压缩机行业的操作人员的培训教材。
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