螺杆式压缩机的 历史及故障问题解决办法

螺杆式压缩机又称螺杆压缩机。20世纪50年代，就有喷油螺杆式压缩机应用在制冷装置上，由于其结构简单，易损件少，能在大的压力差或压力比的工况下，排气温度低，对制冷剂中含有大量的润滑油（常称为湿行程）不敏感，有良好的输气量调节性，很快占据了大容量往复式压缩机的使用范围，而且不断地向中等容量范围延伸，广泛地应用在冷冻、冷藏、空调和化工工艺等制冷装置上。以它为主机的螺杆式热泵从20世纪70年代初便开始用于采暖空调方面，有空气热源型、水热泵型、热回收型、冰蓄冷型等。在工业方面，为了节能，亦采用螺杆式热泵作热回收 ^[1]  。

螺杆式压缩机常见的产品有螺杆式空气压缩机俗称螺杆空压机，螺杆式制冷压缩机及螺杆式工艺压缩机。

螺杆式压缩机应用越来越广泛，各种开启式和半封闭式螺杆压缩机已形成系列，后来又出现全封闭系列螺杆压缩机。双螺杆压缩机简称螺杆压缩机，由两个转子组成，而单螺杆压缩机由一个转子和两个星轮组成，它们制冷和制热的输入功率范围已发展到10-1000KW，基于螺杆式和单螺杆式压缩机一系列优点，其研究和开发领域十分广泛，性能优化潜力大。

螺杆压缩机的优点如下：

1）可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，大修间隔期可达4-8万h.

2)操作维护方便。

3）动力平衡好。特别适合用作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。

4）适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽广的范围内能保持较高的效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工质。

5）多相混输。螺杆压缩机的转子齿面间实际上留有间隙，因而能耐液体冲击，可输送含液气体、含粉尘气体、易聚合气体等。

1）造价高。由于螺杆压缩机的转子齿面是一空间曲面，需利用特制的刀具在价格昂贵的专用设备上进行加工。另外，对螺杆压缩机气缸的加工精度也有较高的要求。

2）不能用于高压场合。由于受到转子刚度和轴承寿命等方面的限制，螺杆压缩机只能用于中、低压范围，排气压力一般不超过3MPa。

3）不能用于微型场合。螺杆压缩机依靠间隙密封气体，一般只有容积流量大于0.2m3/min时，螺杆压缩机才具有优越的性能 ^[1]  。

螺杆式压缩机汽缸内装有一对互相啮合的螺旋形阴阳转子，两转子都有几个凹形齿，两者互相反向旋转。转子之间和机壳与转子之间的间隙仅为5～10丝，主转子（又称阳转子或凸转子），通过由发动机或电动机驱动（多数为电动机驱动），另一转子（又称阴转子或凹转子）是由主转子通过喷油形成的油膜进行驱动，或由主转子端和凹转子端的同步齿轮驱动。所以驱动中没有金属接触（理论上）。转子的长度和直径决定压缩机排气量（流量）和排气压力，转子越长，压力越高；转子直径越大，流量越大。

螺旋转子凹槽经过吸气口时充满气体。当转子旋转时，转子凹槽被机壳壁封闭，形成压缩腔室，当转子凹槽封闭后，润滑油被喷入压缩腔室，起密封。冷却和润滑作用。当转子旋转压缩润滑剂+气体（简称油气混合物）时，压缩腔室容积减小，向排气口压缩油气混合物。当压缩腔室经过排气口时，油气混合物从压缩机排出，完成一个吸气——压缩——排气过程。

螺杆机的每个转子由减摩轴承所支承，轴承由靠近转轴端部的端盖固定。进气端由滚柱轴承支承，排气端由一以对靠的贺锥滚柱支承通常是排气端的轴承使转子定位，也就是止推轴承，抵抗轴向推力，承受径向载荷，并提供必须的轴向运行最小间隙。

工作循环可分为吸气、压缩和排气三个过程。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。

螺杆压缩机与活塞压缩机相同，都属于容积式压缩机。就使用效果来看螺杆空压机有如下优点：

1）可靠性高。螺杆压缩机零部件少，没有易损件，因而它运转可靠，寿命长，大修间隔期可达4-8万小时。

2）操作维护方便。螺杆压缩机自动化程度高，操作人员不必经过长时间的专业培训，可实现无人值守运转。

3）动力平衡好。螺杆压缩机没有不平衡惯性力，机器可平稳地高速工作，可实现无基础运转，特别适合作移动式压缩机，体积小、重量轻、占地面积少。

4）适应性强。螺杆压缩机具有强制输气的特点，容积流量几乎不受排气压力的影响，在宽阔的范围内能保持较高效率，在压缩机结构不作任何改变的情况下，适用于多种工况。

螺杆式压缩机和往复的重型水冷却式压缩机相比，每单位马力的原始投资要低30%。这自然 在操作上，螺杆压缩机是压缩机中最简单的类型之一。用喷油来控制压缩机排气温度是如此地有效，使得压缩机的负荷允计在宽广的范围内变化。

这种压缩机能用于压缩潮湿冷冻剂，甚至在偶然出现带液的情况也对压缩机无丝毫影响。这种压缩机没有易损坏的气阀，没有需要用润滑剂冼净的滑动表面，也没有任何部件受到过度的负载。

在开车时，压缩机的油系统中不会产生泡沫。和往复式压缩机不同，油箱内保持压缩 机的排气压力，因此在开车时，油压力的升高抵消油与冷冻剂形成泡沫的倾向。

油输送到压缩机内的温度应保持在制造厂推荐的范围内。对压缩机而言，这个范围很宽，要求并不严格。但是，如果油温过低，由于油的粘度较高会使滤油器压降增加到超过正常数值，从而影 响滤油器的寿命。如果油温过高，压缩机的排气温度可能超过允许范围，而且油温每升高10℃，压缩机容量也将相应降低 1%～1。 5 %。 当然，利用手动阀或恒温阀调节油冷却的给水是非常容易控制油温的。

在正常操作中，对于这种类型压缩机唯一需要经常注意的是控制油的温度（可用自）、动阀门控制检查滤油器的压降，并在必要时更换滤油的元件，以及检查油位高低。由此出发，大多数螺杆压缩机操作者已经发现并不需要全日操作工，因此就大量地减少了设备的操作费用。

喷油螺杆压缩机是一种牢固而简单的机器，它所有的工作参数都具有较大的安全储备能力。压缩机系统一般都配置有保护装置，当出现油压、压缩机的排气压力和压缩机的排气温度方面的事故时都能保证压缩机的安全。 对于其他方面如低的吸入压力和油温，可装设保护装置，以适应有关设备的特性。是由于螺杆式压缩机每单位马力的体型较小，转速较高，而且要制造加工的部件较少 ^[1]  。

压缩机一旦发生故障，对压缩机原理和结构有比较熟悉的了解，那么对故障原因的分析及排除是不困难的。对故障的分析应从最容易、最方便的地方着手。以下介绍几种常见故障的分析及处理方法。
　　螺杆式空压机高温的检修
　　前提是机房温度在许可的范围内，油位是在正常状态（请参考随机说明）。
　　首先确认是否机器测温元件有故障，可以用另外的测温仪器进行校对，如果确认测温元件无问题，然后检查油冷却器进出口的温差，正常在5~8度之间。
　　温度如果大于此范围，说明机油流量不足，油路有堵塞，或温控阀未完全开启，请检查机油滤清器（用替代油滤要考虑是否流量不足），有前置初滤的请检查。有些机型有机油流量调节的请先调节到最大，检查温控阀是否正常，可以取下阀芯，封闭温控阀的一端，强迫机油全部通过冷却器，如果以上方式未能解决，就要考虑油路是否有异物堵塞。
　　如果温差小于正常范围，证明是散热不良，水冷机请检查是否进水量不足，进水水温是否过高，是否冷却器结水垢（水路部分），是否冷却内有油垢（油路部分），风冷请检查是否散热器太脏，是否散热风扇异常，风量不足，有风管的是否风管堵塞，是否风管太长，未加接力风扇，接力风扇未开启或者接力风扇故障。是否散热器内有油垢。
　　如果温差在正常范围，机器依然高温，说明机头的发热量超出正常范围，应检查是否超压运行，是否油品不对，是否油质老化，是否机头轴承问题甚至端面摩擦。
　　另外，有断油阀（也有人称供油阀、停油阀）的，要检查是否有故障，断油阀故障一般会开机就跳，温度直线上升。
　　1 、故障现象：机组排气温度高（超过 100℃）
　　· 机组润滑油液位太低（应该从油窥镜中能看到，但不要超过一半）；
　　· 油冷却器脏，需采用专用清洗剂进行除油垢处理；
　　· 油过滤器芯堵塞，需更换；
　　· 温控阀故障（元件坏）， 清洗或更换；
　　· 风扇电机故障；
　　· 冷却风扇损坏；
　　· 排风管道不畅通或排风阻力（背压）大；
　　· 环境温度超过所规定的范围（38℃ 或 46℃）；
　　· 温度传感器故障；
　　· 压力表是否故障（继电器控制机组）。
　　2 、故障现象：机组油耗大或压缩空气含油量大
　　· 润滑油量太多，正确的位置应在机组加载时观察，此时油位应不高于一半；
　　· 回油管堵塞；
　　· 回油管的安装（与油分离芯底部的距离）不符合要求；
　　· 机组运行时排气压力太低；
　　· 油分离芯破裂；
　　· 分离筒体内部隔板损坏；
　　· 机组有漏油现象；
　　· 润滑油变质或超期使用。
　　3 、故障现象：机组压力低
　　· 实际用气量大于机组输出气量；
　　· 放气阀故障（加载时无法关闭）；
　　· 进气阀故障，无法完全打开；
　　· 最小压力阀卡死，需清洗、重新调整或者更换新件；
　　· 用户管网有泄漏；
　　· 压力开关设置太低（继电器控制机组）；
　　· 压力传感器故障；
　　· 压力表故障（继电器控制机组）；
　　· 压力开关故障（继电器控制机组）；
　　· 压力传感器或压力表输入软管漏气。
　　4 、故障现象：机组排气压力过高
　　· 进气阀故障，需要清洗或更换；
　　· 压力开关设置太高（继电器控制机组）；
　　· 压力传感器故障；
　　· 压力表故障（继电器控制机组）；
　　· 压力开关故障（继电器控制机组）。
　　5 、故障现象：机组电流大
　　· 电压太低；
　　· 接线松动，检查有无发热烧焦的痕迹；
　　· 机组压力超过额定压力；
　　· 油分离芯堵塞，需更换；
　　· 接触器故障；
　　· 主机故障（可拆下皮带用手盘车数转检查 ）；
　　· 主电机故障（可拆下皮带用手盘车数转检查 ），并且测量电机的启动电流。
　　6 、故障现象：机组无法启动
　　· 熔断丝坏；
　　· 温度开关坏；
　　· 检查主电机或者主机是否有卡死的现象，以及电机是否反转；
　　· 主电机热继电器动作，需复位；
　　· 风扇电机热继电器动作，需复位；
　　· 变压器坏；
　　· 故障未消除（PLC 控制机组）；
　　· PLC 控制器故障。
　　7 、故障现象：机组启动时电流大或跳闸
　　· 用户空气开关问题；
　　· 输入电压太低；
　　· 星三角转换间隔时间太短（应为 10—12秒）；
　　· 进气阀故障（开启度太大或卡死 ）；
　　· 接线松动，检查有无发热的痕迹；
　　· 主机故障（可拆下皮带用手盘车数转检查）；
　　· 主电机故障（可拆下皮带用手盘车数转检查）并且再次开机测量启动电流。
　　8 、故障现象：风扇电机过载
　　· 风扇变形；
　　· 风扇电机故障；
　　· 风扇电机热继电器故障（老化），需重新调整或更换新件；
　　· 接线松动；
　　· 冷却器堵塞；
　　· 排风阻力大。
　　9 、故障现象：主机卡死，造成机组跳机
　　· 机组采用了劣质的润滑油，在高温高压下使主机摩擦阻力加大，造成主机咬死；
　　· 主机的轴承长时间使用，需要更换；
　　· 皮带或者对轮的安装不正确 ^[1]  。