[发明专利]无油螺杆压缩机转子防咬死保护方法及装置

说明书

技术领域

本发明关于空气压缩机领域，具体地说，本发明涉及一种无油螺杆压缩机转子防咬死保护方法及装置。

背景技术

无油螺杆压缩机是目前世界上空压机的主流产品。但根据调查，国内外目前所使用的无油螺杆压缩机转子容易发生转子咬死的故障。特别是在高压段，即二段空气端发生咬死故障的机率较高。另一方面，由于转子解体、修复、安装的技术要求非常高，一旦发生转子咬死故障，一般的压缩机厂家，对于无油压缩机的空气端都无力进行维修，只有进行更换。由此，导致无油螺杆压缩机的使用和维修的效率较低，使用寿命较短，而成本增大。

压缩机正常运行时脱扣对机组安全运行影响很大，甚至会造成机组脱扣，引起巨大损失。而且发生一次转子故障，空压机要7个月后才能恢复投用(备件采购6个月，检修1个月)，也威胁到机组的安全运行。特别是在迎峰度夏期间，电厂4台机组均满负荷运行，压缩机的故障会造成机组用气供需失衡，导致控制仪表的精度下降，从而影响到机组的正常负荷，负荷变动会对电厂的经济效益造成很大的影响。

在压缩机处于热备用时，在压缩机空气管路改进前若要进行临时消缺，一般是将需处理缺陷的压缩机停用并进行可靠隔绝，再将隔绝阀后部管路内的余压完全释放后才能进行所需工作，由于压缩机在排气管路上没有专门的卸压阀门，需要检修人员松开一些接口来帮助卸压，所以这一过程往往需要30分钟或更长，既浪费时间又不安全；改进后可直接在线检查与短时消缺，不影响压缩机的投用状态，节约了检修时间，安全也得到了提高。

例如，根据宝钢电厂某机组的无油螺杆空压机运转情况，其发生转子咬死故障及处理情况如表1所示。

表1

又，英国CompAir公司对无油螺杆压缩机进行了全封闭、无油、二级水冷却、转动螺杆压缩机等的设计，但仍未能完全克服上述问题。

为了彻底解决压缩机转子频繁咬死、寿命短的技术难题，经查阅与分析了相关的技术资料及现场测试，找到了压缩机转子咬死的原因并加以合理改进。

经研究、分析发现，压缩机发生转子咬死的故障基本多发生以下两种场合：

1、压缩机在线进行切换，作为备用机处于启动阶段时。

2、压缩机高速运转时。

分析一，压缩机在线进行切换运行，备用机在启动阶段发生转子咬死时，其原因可大致分析如下。

(1)、压缩机启动时转子起动所需转矩非常大，而由于系统上的负荷压力为0.6-0.8Mpa，此时，系统压力转化为转子启动时所要克服的背压较大，更增加了启动时所需的力矩，容易造成转子间的间隙发生突变而发生转子咬死。

针对该类情况，虽然所述设备可在其设计中，在二段转子的排气口设置有一逆止阀，但逆止阀与排气口距离太近，其作用主要是用于防止压缩机作卸载运行时压缩空气的倒灌。在压缩机卸载期间，止回阀和第二级空气端之间的空气通过消声器减低噪音等级后，排放到大气中去。

另外，通过测试发现，由于止回阀的结构为弹簧式逆止阀，在工作时由于弹簧作用在阀心上的弹性力存在一定偏差，导致阀心与阀座无法紧密接触，所以这也会造成该逆止阀产生一定的泄漏，而无法真正隔绝空气，背压也就无法避免。

(2)、由于逆止阀的泄漏，特别是在设备处于热备用时，管路里的湿空气会不断进入二级空气端。湿空气会造成转子表面、腔体端面及腔体内表面等的严重结垢。这样，也会导致转子与腔体之间的间隙变小，最终导致转子咬死。然而，另一方面，设备在线时无法检测到逆止阀是否泄漏。

分析二：在现场设备检查中发现，压缩机内部油润滑系统上的油压传压管通常为橡胶管。这种橡胶管由于长时间与油接触，易老化、损坏，所以在压缩机运行中经常发生爆管，造成压缩机润滑系统的油压突然下降而被迫停机。

再有，高速转动部件也会因缺少润滑而发生转子咬死故障。

针对上述情况1，即降低转子启动时的转矩，本发明者对压缩机的出口段管路进行了改进，即在压缩机出口管路上安装了一套防咬死保护装置，由此，可防止无油螺杆压缩机转子防咬死。

本发明者发现：止回阀的作用是有效隔绝系统上的空气，达到阀后为零回流，确保空压机启动时的转矩为最小。另外，装置中自动疏水阀的作用能有效的将管路中的凝结水排出空气管路，确保止回阀免受凝结水的影响而缩短使用寿命。

因此，利用存在于止回阀前后的空气压力之间的高低差进行工作，即当气泵处于卸载或热备用时，高压侧的空气即系统压力作用在止回阀的阀片上，由于阀片上加载与流动方向相反的弹簧力，保证回流发生前阀片就已关闭，达到了良好的零回流作用。见图1。