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螺杆空压机的油泥积碳的成因及控制

  螺杆空压机的用户经常受到油泥和积碳等沉积物的困扰。这些有害物质可能会影响螺杆空压机的运行效率,增加维护成本,或造成停机爆炸等严重事故。

  那么,螺杆空压机沉积物是如何产生的呢?如何控制油泥积碳,保持螺杆空压机稳定运行?

  螺杆空压机在长期连续运行过程中,空气中的杂质和水分容易进入螺杆空压机油,是沉积物的外部污染源。

  市场上常规螺杆空压机油的主要成分是碳氢化合物。螺杆空压机通常在高温高压条件下运行。在氧气、水分和金属的催化作用下,螺杆空压机油会发生氧化反应,导致油降解,产生内部氧化物。

  螺杆空压机油与高温和氧气接触的强度越高,氧化反应越剧烈。过氧化物和氢过氧化物经过羟醛缩合形成聚集体或聚合物,这些聚集体或聚合物进一步氧化成高度碳氢化合物氧化物,通常称为氧化物。这些氧化物通常比较粘稠,很容易在机头、油路和外壳上形成沉积物。常见的沉积物包括漆膜、油泥、焦化和积碳。

  漆膜是由树脂分离、脱水和/或聚合在热表面形成的粘性薄膜。这种沉积不是很严重,只是一层薄膜。漆膜是润滑剂的衍生产品。当螺杆空压机部件温度较低时,产生的沉淀物为污泥。油泥的稠度可能较软或稍硬。如果工作条件温和,产生的油泥可能较软。这种油泥称为低温油泥,出现在环境温度低于95℃时。环境温度高于120℃时出现高温油泥,其稠度较大。

  当油品氧化加剧到一定程度时,大量的聚合物和胶体聚集在一起,形成所谓的结焦。此时螺杆空压机的磨损导致金属磨损碎屑进入油中,这些金属离子是氧化反应的天然催化剂,加速结焦。焦化也是一种沉积物,可能含有油、水、树脂(类似漆膜)和固体污染物。

  不同类型的螺杆空压机油有不同的结焦倾向。在排除压缩机机械故障的原因后,螺杆空压机油的质量直接决定了螺杆空压机的结焦倾向。

  积碳是一种比焦化更顽固的有害物质。在高温高压的反复作用下,氧化产生的胶体与压缩空气中的氧气、粉尘和杂质相互作用,变成沥青,进一步碳化形成积碳。

  积碳的主要因素有:

  1.高温:高温是引起润滑油氧化变质的决定性因素。温度越高,氧化速度越快,积碳的可能性越大;

  2.压力:空气经螺杆空压机压缩后,压力升高,氧气浓度升高,增加油品的氧化速度和积碳的可能性;

  3.金属催化:金属在氧化反应中起到积极的催化作用,会加速反应;

  4.螺杆空压机油的种类:螺杆空压机油的质量和数量对积碳的形成会有不同的影响。如果使用矿物螺杆空压机油,基础油中的不饱和成分更容易形成积碳倾向。

  大多数螺杆空压机爆炸事故都是由积碳引起的。积碳是高温的产物,但在高温下会自燃。通常情况下,积碳的自燃温度在180℃左右,螺杆空压机出口温度一般不高于160℃,所以正常运行时不会引燃积碳。但当螺杆空压机因某些故障出现瞬时高温或高压时,螺杆空压机内温度急剧上升,导致积碳自燃,使积碳中的油迅速汽化。当汽化油气与压缩空气中的高浓度氧气和高温共存时,会引起压缩机爆炸,引发事故。

  螺杆空压机油泥积碳的控制

  根据螺杆空压机油泥积碳等有害物质的形成机理,可采取以下有效措施,使螺杆空压机保持良好的工作状态:

  1.选择清洁的优质螺杆空压机油,并根据维护要求定期更换螺杆空压机油。根据运行工况和条件,可选择v类和IV类合成油的螺杆空压机油,至少应使用基于III类高度精制烃油的螺杆空压机油,以避免使用饱和度不足和杂质较多的I/II矿物油。

  2.选择优质的维修配件和材料,并根据维修要求定期更换。优质用油,滤油器、空气过滤器能有效过滤外来和内源性污染源,保证螺杆空压机正常运行。

  3.保持正常的工作温度和压力,保证螺杆空压机站有效通风,是事半功倍的手段。