空氣壓縮機使用油氣分離器的應用技巧

核心提示：對油氣分離芯使用在空氣壓縮機上的應用技術要求，并對油氣分離芯在使用過程中出現(xiàn)的問題進行分析，在安裝前須注意的事項。
關 鍵 字：空氣壓縮機 油氣分離器 應用技巧 
　　1 引言
　　現(xiàn)代機械行業(yè)中離不開動力氣源?？諝鈮嚎s機在我國80年代前很多行業(yè)都沒有應用上，直到90年代才廣泛使用在工廠和機械設備上。在10年內(nèi)，最廣泛使用的是噴油式螺桿空氣壓縮機。螺桿式空氣壓縮機的特點主要是供氣平穩(wěn)，噪音低，省電和維修率低，符合環(huán)保要求，離補了活塞式空氣壓縮機不足之處。在工業(yè)動力上使用螺桿式空氣壓縮機的比率大大提高，在不斷引進外國技術的同時，我國也不斷研究新的技術。導致國內(nèi)生產(chǎn)的螺桿式空氣壓縮機廠越來越多，來滿足市場行業(yè)的需求，現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)的螺桿式空氣壓縮機不但在國內(nèi)銷售，而且不斷返銷出國，這代表了我國的螺桿式空氣壓縮機技術上已邁進了一大步。
　　在噴油式螺桿空氣壓縮機內(nèi)的油氣分離芯是重要部件之一，油氣分離芯的主要作用是減少空氣壓縮機的耗油量，確保壓縮空氣的含油量在3ppm之內(nèi)?？諝鈮嚎s機的生產(chǎn)廠家不斷在技術改造來減少壓縮空氣的含油量，或選用質量較好的油氣分離芯。但在使用過程中部份的效果并不是很理想，也會出現(xiàn)空氣的含油量過大或壓差過大；嚴重的燃燒爆炸。
　　2 油氣分離芯的應用技術
　　空氣壓縮機的出氣含油量不但與油氣分離芯的質量有關，而且與油桶的設計有相關，還有空氣壓縮機的出氣流量與油氣分離芯的處理流量的配套相關重要。
　　2．1油氣分離芯與空氣壓縮機的配套
 一般情況下，空氣壓縮機配套油氣分離芯必須選擇大于或等于空氣壓縮機的出氣流量，防止了在使用過程中吸入的空氣濾清器過濾不了的細小粉塵將油氣分離芯的細分離層上堵塞，從而減少油氣分離芯的處理流量，造成油氣分離芯早期壓差過大。在配套油氣分離芯最合適的是壓縮空氣出氣流量的105%以上來選擇。
2．2油氣分離芯的使用壽命
 老化的油的沉淀物，空氣中的污染物和磨損的微粒都會影響油氣分離芯的使用壽命。用戶不同，要求的最終壓差也不一樣。在實際使用中，壓縮機用的油氣分離芯的最終壓差為0.8-1bar,真空泵為0.5bar。油氣分離芯上積聚的污物在較高油流量時也會增多。這可以用排污流量來衡量。排污量直接和壓縮機的預分離結構設計有關。排污量的最佳值一般在每立方油1g左右。所以油氣分離芯的使用壽命不能按時間來衡量，只有用油氣分離芯的最終壓差來決定壽命。
2．3確保油氣分離芯有經(jīng)濟的使用壽命的方法
 對潤滑油的正確維護是確保油氣分離芯有一個較滿意使用壽命的前提條件。一般來講，油氣分離芯的使用壽命僅受到細分離層上的固體顆粒沉淀物(油的氧化物，磨損的顆粒等)的限制，最終導致壓差升高。潤滑油中的污物可通過更換空氣濾清器﹑機油過濾器和遵守油的更換周期來減少。這樣，可使進入到油氣分離芯上的污物保持在最少，有利于延長維護﹑保養(yǎng)周期。油的選型對油氣分離芯的使用壽命有非常大的關系。只能使用那些經(jīng)批準的﹑抗老化和對水不敏感的潤滑油?？寡趸圆畹臐櫥筒贿m用，即使工作時間較短，也會產(chǎn)生一種類似于果凍狀的粘稠沉淀物，將油氣分離芯堵塞。較高的工作溫度會加速潤滑油的老化，所以也須對冷卻風量和冷卻器的污垢引起足夠地重視。在更換機油時，須將用過的油完全排掉，以避免新機油遭污染或者新﹑老機油間不相溶。極少情況下也會出現(xiàn)由于環(huán)境空氣中夾雜氣體雜質而導致潤滑油過早老化。
2．4 空氣壓縮機耗油量
 一些影響空氣壓縮機儲油罐油位的工作條件和臨界條件，諸如油的揮發(fā)過程﹑預分離和回油系統(tǒng)的效果都會導致短時間或較長時間的耗油量增大。例如，回油管堵塞會引起分離出的油積聚在油氣分離芯的干端。積油的數(shù)量級和已積聚的油量有關。
儲油罐內(nèi)油位過高也會產(chǎn)生相似的后果，如果在油和氣之間暫時或長久不能形成顯著的隔離區(qū)域，會損害油滴離效果的預分，也會增加油氣分離芯下游的空氣中的殘油率。
當油溫較低或使用揮發(fā)較慢的潤滑油時，過量地加油也會導致大量的油泡沫透過油分離芯，油氣分離芯勢必會增加耗油量。在正常工作溫度800C的情況下，某些型號或牌號的潤滑油的油煙含量可達10mg/m3。
2．5儲油罐的設計
 儲油罐在空氣壓縮機內(nèi)起到的作用是儲存壓縮機機油；緩沖壓縮空氣的流速；是油氣分離芯前級液態(tài)油的分離作用。儲油罐是油氣分離芯處理含油量的決定因素，儲油罐的設計合理是降低壓縮空氣的含油量，如果設計不合理會造成壓縮空氣的含油量增大，同時加大能源的損耗。在空氣壓縮機的設備怎樣才能降低能源的損耗，儲油罐的設計怎樣才算合理。不同品牌的空氣壓縮機所設計的儲油罐都不一樣，儲油罐的合理設計要注意幾點參數(shù)：
(1)了解壓縮機頭的出氣流量和壓縮機頭需要的噴油流量，參數(shù)可以向壓縮機頭生產(chǎn)商索取。
(2)壓縮空氣在7bar壓力時進儲油罐之前的流速要求是V=15-25m/s的范圍內(nèi)，這時要計算壓縮機頭到儲油罐的管徑需要配置多大。
(3)壓縮空氣在7bar壓力時儲油罐之內(nèi)的流速要求最大是V1=5m/s，這時要計算進儲油罐之前的流速所需要的管徑和儲油罐之內(nèi)的流速所需要的就算出儲油罐的直徑。帶有液態(tài)油的壓縮空氣進入儲油罐內(nèi)所產(chǎn)生的離心力和速度﹑方向來計算壓縮空氣余下的含油量。
(4)在儲油罐內(nèi)的壓縮空氣進入油氣分離芯的流速控制在V2=0.7m/s,同時進入油氣分離芯的壓縮空氣的含油量在5-10g/m3之內(nèi)，可以在回油管上收集油量來測量進油氣分離芯的壓縮空氣含油量。
(5)計算空氣壓縮機所需要的噴油量，在儲油罐內(nèi)的機油的油面到油氣分離芯底部的距離不能小于300mm。否則，會加大油氣分離芯的油量處理，造成壓縮空氣的含油量增大。
儲油罐設計的參數(shù)是參考德國“MANN+HUMMEL”集團油氣分離芯的處理流速和處理含油量來計算，流量按DIN1945標準(在7bar工作壓力下)來計算。
3 在使用油氣分離芯產(chǎn)品需要注意的問題分析
3.1油氣分離芯壓差過大(>1bar)
在使用油氣分離芯的過程中，新安裝的油氣分離芯初次使用的正常壓差在0.17-0.3bar，如果超出0.3bar是不正常的，這時要檢查空氣壓縮機的最小壓力閥或其它空氣系統(tǒng)的零配件是否有損壞的現(xiàn)象。
在使用油氣分離芯的過程中，在較短的時間里出現(xiàn)壓差過大，油氣分離芯的壓差大于0.8bar以上是不正常的，這時要檢查空氣壓縮機的空氣系統(tǒng)是否有短路現(xiàn)象，還要檢查空氣壓縮機所使用的空氣濾清器是否能過濾5-6um雜質達到95%，在7-10um雜質達到99.8%的效果，否則油氣分離芯在使用中就會提前出現(xiàn)壓差>0.8bar以上。另外，空氣壓縮機在大修后有沒有對壓縮空氣系統(tǒng)和油路系統(tǒng)進行清潔干凈，空氣壓縮機的兩大系統(tǒng)有不明顯故障時都會造成油氣分離芯在使用中早期壓差過大。
在使用油氣分離芯的過程中，其分離層可以容量有一定的粉塵，當空氣壓縮機在不斷使用所吸入的空氣也有很多小于5um的塵粒進入到油氣分離芯的細分離層上，不但使細分離層的處理流量不斷在下降，而且油氣分離芯的壓差也不斷在增大。油氣分離芯在正常使用上達到1bar的壓差，這時需要更換油氣分離芯。
潤滑油的抗氧化能力是否達到標準，是否有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性，抵抗油品分解和油泥的產(chǎn)生。潤滑油的使用不當也會產(chǎn)生油氣分離芯的壓差增大。
3.2油氣分離芯的處理含油量過大(>10ppm)
在油氣分離芯的使用過程中，含液態(tài)油的壓縮空氣經(jīng)過油氣分離芯分離后的壓縮空氣理想的含油量在3ppm以內(nèi)。在使用油氣分離芯之前必須要了解清楚空氣壓縮機的出氣流量與油氣分離芯的處理流量是否相匹配，油氣分離芯的配置必須大于或等于空氣壓縮機的出氣流量。在同一型號的油氣分離芯使用在不同品牌的空壓機上，其油氣分離芯的處理含油量都不一樣。因為不同品牌的空壓機，它的儲油罐的設計都不一樣，還有油氣分離芯的處理含油量與儲油罐的設計有關，而且儲油罐的流量設計按DIN1945標準來計算。
在使用油氣分離芯的過程中，壓縮空氣的含油量>10ppm/m3min以上，必須多點注意儲油罐里的油量及空氣壓縮機的機油溫度，必要時對空氣壓縮機停下進行檢查，檢查空氣壓縮機的回油管是否有堵塞，密封件是否有損壞及儲油罐的油量是否在合理位置上等有相關的部件都進行檢查。一般情況下，壓縮空氣的含油量的多少可以從排污物明顯出來。
在使用的潤滑油是否有良好的空氣釋放性，避免氣蝕，保持最大壓縮率。是否有低泡沬，精心篩選的添加劑確保空氣迅速分離，不會形成過度的泡沬層，是否有超卓的分水性。
3.3油氣分離芯出現(xiàn)燃燒或爆炸(冒煙.焦味)
在使用油氣分離芯的過程中，偶然都會出現(xiàn)儲油罐里燃燒或者爆炸，這種情況并不是油氣分離芯所產(chǎn)生的。由于油氣分離芯本身是不會自然起火的，只有火種和助燃氣體兩種因素同時存在才會燃燒爆炸，還有的是油氣分離芯通過氣體的流速摩擦會產(chǎn)生靜電，靜電越大危險性就越大。所以生產(chǎn)油氣分離芯的廠家都會安裝有導電片。除非在安裝時油氣分離芯的法蘭墊片上沒有加固靜電片來導電，導致產(chǎn)生的靜電不能往外散走。當油氣分離芯所產(chǎn)生的靜電不能往機殼散走時,油氣分離芯就相當于一個儲電瓶,每一層的玻璃纖維相當于電熔內(nèi)的材料一樣,儲電量能達到過萬伏,這時與金屬件最近的位置就產(chǎn)生火種,與我們家庭的煤氣灶的點火一樣的原理.
在使用油氣分離芯的過程中，要防止儲油罐里起火燃燒。首先在油氣分離芯的法蘭墊片上加固導電片，一般廠家是使用訂書機的釘來作為導電片,這是不行的,因為墊片在法蘭加固的時候會壓進石棉墊內(nèi),導致靜電散不走,最好是使用鋁薄膜片來包住墊片表面,這樣就確保靜電能散走.其所使用的壓縮機潤滑油的氣化量的性能要符合國際標準。其次是在安裝油氣分離芯之前把兩大系統(tǒng)的雜質和焊縫上的焊渣必須要清潔干凈，特別是對新機器的焊縫上的焊渣必須要清潔干凈。因為空壓機在運行中會產(chǎn)生高溫高壓，還有高速的氣體流通就容易把清潔不干凈的焊渣脫離，經(jīng)與金屬件碰撞生產(chǎn)火花。再次的是要經(jīng)常留意空氣壓縮機在運轉所發(fā)出來的噪音是否正常，防止空氣壓縮機的運動部件有磨損所產(chǎn)生的金屬果粒與金屬件碰撞所產(chǎn)生火花。
潤滑油的有沒有杰出的氧化穩(wěn)定性，防止閥和其它部件形成積碳和漆膜，這些物質是在高溫高壓條件下氧化反應的副產(chǎn)物（如氧化鐵和氫氧化物）。這些沉積物會對空氣壓縮機造成嚴重損害，降低效率，增加維護費用。
潤滑油是否有防止發(fā)生起火和爆炸事故，在壓縮機機頭的排氣管中，積碳和鐵銹微粒的混合物在壓縮空氣熱量的作用下，可發(fā)生放熱反應，導致起火和爆炸。
3.4油氣分離芯的正常適應壓力(>5bar)
在使用油氣分離芯的過程中，要注意的是工廠正常使用的空氣壓力不能<5bar。因為油氣分離芯的處理流量是按標準的7bar壓力來計算，并按DIN1945的標準來計算油氣分離芯的處理流量。一般情況下油氣分離芯的選型必須是空氣壓縮機出氣流量的105%以上來配置，而油氣分離芯的處理量是與使用的壓力和流速有關，在相配的油氣分離芯下壓力越低其油氣分離芯的處理效果就越差。所以對油氣分離芯必須長期使用在5.5bar以上，否則油氣分離芯的處理空氣的含油量就達不到3ppm的效果。其它壓力下修正系數(shù)表如下：
　 　
4 安裝注意事項
a) 在安裝油氣分離芯時在密封件表面涂上少量潤滑油。
b)  在安裝時旋裝式油氣分離芯只需用手順時針旋緊即可。
c) 在安裝內(nèi)置式油氣分離芯時，油氣分離芯的法蘭墊片上必須要安裝導電片或使用石墨墊片。
d) 在安裝內(nèi)置式油氣分離芯時，注意回油管是否伸到與油氣分離芯的中心底部2-3mm之間。
e) 在卸下油氣分離芯時要先注意內(nèi)部是否仍有余壓。
f) 含油的壓縮空氣不能直接正對油氣分離芯噴射。
5 結論
本文提到的油氣分離芯應用技術及使用過程中將會出現(xiàn)問題的分析，具有提高空氣壓縮機的出氣含油量的效果，降低空氣壓縮機的使用成本?？蛇m用于空氣壓縮機的儲油罐制造的數(shù)據(jù)參考，特別適用于設備的維護保養(yǎng)，并對設備的故障診斷有借鑒意義。本文提出的問題分析及注意事項有助于空氣壓縮機行業(yè)的操作人員的培訓教材。