淺析溫控閥導(dǎo)致的壓縮機(jī)聯(lián)鎖停車故障的論文
某 LLDPE(Linear Low-Density Polyethylene，線型低密度聚乙烯)裝置兩臺(tái)往復(fù)式氮?dú)鈮嚎s機(jī)，在春季試車后一直運(yùn)行正常，但進(jìn)入夏季后頻繁出現(xiàn)機(jī)組啟動(dòng)幾個(gè)小時(shí)后潤(rùn)滑油壓力低報(bào)警并聯(lián)鎖機(jī)組停車的問(wèn)題。這兩臺(tái)氮?dú)鈮嚎s機(jī)為L(zhǎng)LDPE 裝置提供3 MPa 的高壓氮?dú)�，并為全廠提供高壓氮?dú)狻ｎl繁的壓縮機(jī)停車，嚴(yán)重耽誤了全公司的開(kāi)工進(jìn)度。
1 原因分析
壓縮機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)，用泵將潤(rùn)滑油從曲軸箱吸出加壓，經(jīng)過(guò)冷卻器、溫控閥、過(guò)濾器后，輸送到壓縮機(jī)軸承等運(yùn)動(dòng)部件。
1.1 運(yùn)行數(shù)據(jù)分析
分析壓縮機(jī)運(yùn)行時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)各項(xiàng)參數(shù)趨勢(shì)：剛啟動(dòng)時(shí)，油溫持續(xù)緩慢上升，油壓維持穩(wěn)定;當(dāng)油溫上升到43 ℃左右時(shí)，油壓急劇下降，直至油壓降低到低低聯(lián)鎖值，導(dǎo)致壓縮機(jī)停車;壓縮機(jī)停車后，油泵持續(xù)運(yùn)行，潤(rùn)滑油溫緩慢下降，當(dāng)降至43 ℃以下后油壓開(kāi)始上升，達(dá)到允許啟動(dòng)壓力后壓縮機(jī)可以再次啟動(dòng)。上述循環(huán)過(guò)程周期為幾個(gè)小時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油壓力和溫度呈明顯對(duì)應(yīng)關(guān)系。
1.2 原因分析
對(duì)潤(rùn)滑油系統(tǒng)影響油壓力因素逐項(xiàng)分析：
(1)運(yùn)行期間，過(guò)濾器壓差維持在0.02MPa，低于壓差高保值(0.1 MPa)，說(shuō)明潤(rùn)滑油過(guò)濾器未出現(xiàn)堵塞;
(2)運(yùn)行期間，外部管路無(wú)潤(rùn)滑油，說(shuō)明潤(rùn)滑油管路未泄漏;
(3)潤(rùn)滑油泵出口壓力維持在0.5 MPa，系統(tǒng)供油壓力正常;
(4)在冷卻水側(cè)取樣，未發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑油，說(shuō)明油冷卻器內(nèi)部未泄漏。
經(jīng)過(guò)上述檢查，排除溫控閥以外的其它因素。兩臺(tái)往復(fù)式氮?dú)鈮嚎s機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題相同，而相同溫控閥同時(shí)失效的可能性小，因此需要對(duì)溫控閥影響壓力的原因進(jìn)行分析。
2 溫控閥的原理及工作模式
2.1 自力式熱靜力溫控閥工作原理
潤(rùn)滑油系統(tǒng)選用3/4CMRT11082-0-AA 熱靜力型自力溫控閥，如圖3 所示，感溫包設(shè)定溫度為43 ℃。
自力式熱靜力溫控閥是一種全自動(dòng)液體溫度控制儀表，利用感溫包內(nèi)液體受熱膨脹及不可壓縮的原理實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。溫控閥內(nèi)感溫包中充填石蠟等感溫液體，工作過(guò)程中當(dāng)被控流體溫度變化時(shí)，感溫包內(nèi)的液體體積隨之膨脹或收縮，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)來(lái)控制調(diào)節(jié)套筒的開(kāi)度大小，調(diào)節(jié)冷、熱流體的流量比例，最終控制出口流體的溫度。
2.2 自力式熱靜力溫控閥工作模式
廠家推薦的'溫控閥布置壓縮機(jī)剛開(kāi)始啟動(dòng)時(shí)，潤(rùn)滑油溫低于溫控閥設(shè)定溫度，冷油通道C 處于關(guān)閉狀態(tài)、熱油通道B 全開(kāi)。熱油首先經(jīng)過(guò)通道B 進(jìn)入閥腔，由通道A 流出。
當(dāng)壓縮機(jī)持續(xù)運(yùn)行時(shí)，潤(rùn)滑油溫逐漸上升，感溫介質(zhì)受熱膨脹，達(dá)到感溫包設(shè)定值時(shí)，推動(dòng)閥桿及調(diào)節(jié)套筒向上運(yùn)動(dòng)，從而使冷油通道C 逐漸開(kāi)啟、同時(shí)逐漸線性關(guān)閉熱流體通道B。冷油由通道C 進(jìn)入，與通道B 進(jìn)入的熱油在閥腔內(nèi)混合后，由通道A 流出。
當(dāng)潤(rùn)滑油溫度變化時(shí)，感溫包內(nèi)液體隨之膨脹或收縮，驅(qū)動(dòng)閥桿和調(diào)節(jié)套筒不斷運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)冷熱潤(rùn)滑油的流量，直到達(dá)到預(yù)定溫度。
3 故障分析及處理
在自力式熱靜力溫控閥正常調(diào)節(jié)過(guò)程中，壓差變化不大，不會(huì)對(duì)系統(tǒng)壓力產(chǎn)生影響。當(dāng)潤(rùn)滑油溫在43 ℃左右、且油泵出口壓力恒定的情況下，潤(rùn)滑油壓力發(fā)生明顯變化，推斷是溫控閥發(fā)生錯(cuò)誤動(dòng)作，造成系統(tǒng)壓力突降。但溫控閥和油路系統(tǒng)均是全封閉系統(tǒng)，準(zhǔn)備先對(duì)配管進(jìn)行檢查，再將溫控閥拆卸進(jìn)行檢查。
在配管檢查過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)熱油入口與調(diào)溫油出口配管接反。于是根據(jù)溫控閥的結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)其是否會(huì)造成壓力降低進(jìn)行分析。壓縮機(jī)剛啟動(dòng)或春季運(yùn)行時(shí)，環(huán)境溫度較低，潤(rùn)滑油溫度低于43℃，溫控閥內(nèi)部感溫元件不動(dòng)作，A、B 之間的通道全開(kāi)，A、C 之間的通道關(guān)閉。此時(shí)，足量的潤(rùn)滑油通過(guò)溫控閥，從A 口入、B 口出，潤(rùn)滑油系統(tǒng)工作正常。
隨著壓縮機(jī)運(yùn)行，特別是夏季環(huán)境溫度較高，油溫逐漸上升，當(dāng)高于43℃時(shí)，溫控閥內(nèi)部感溫包動(dòng)作，推動(dòng)調(diào)節(jié)套筒向上運(yùn)動(dòng)，B 口逐漸關(guān)小，A、B 之間的通道逐漸關(guān)小，A、C之間的通道逐漸打開(kāi)。
由于冷卻器壓差的影響，潤(rùn)滑油通過(guò)冷卻器后到達(dá)C 口時(shí)壓力降低，小于A 口的熱油壓力。冷油無(wú)法進(jìn)入熱油通道中和熱油進(jìn)行有效摻混，因而無(wú)法對(duì)熱油進(jìn)行冷卻，導(dǎo)致潤(rùn)滑油溫度持續(xù)上升。隨著潤(rùn)滑油溫度繼續(xù)升高，感溫元件持續(xù)動(dòng)作，推動(dòng)調(diào)節(jié)套筒向上運(yùn)動(dòng)，B口間隙繼續(xù)減小，潤(rùn)滑油通過(guò)溫控閥的阻力逐漸增加，導(dǎo)致壓縮機(jī)供油壓力逐漸下降。當(dāng)供油壓力小于聯(lián)鎖值后，聯(lián)鎖壓縮機(jī)停車。
壓縮機(jī)停車后，潤(rùn)滑油溫度逐步下降，感溫包隨之動(dòng)作，使調(diào)節(jié)套筒向下運(yùn)動(dòng)，B 口間隙增加，潤(rùn)滑油通過(guò)溫控閥阻力降低，供油壓力隨之上升，當(dāng)油溫降到43 ℃以下時(shí)，C 口完全關(guān)閉、B 口全開(kāi)，潤(rùn)滑油壓力恢復(fù)正常。
通過(guò)以上過(guò)程分析，可以看到，油控閥冷熱通道接反后，對(duì)潤(rùn)滑油供油壓力影響與實(shí)際情況相同。因此按照正確配管方式，對(duì)溫控閥冷熱油管線進(jìn)行改造。重新投用后，壓縮機(jī)運(yùn)行正常，熱油溫度達(dá)到43 ℃后，溫控閥正常動(dòng)作，冷熱油按比例摻混后，溫控閥前后壓差正常，供油溫度43 ℃、供油壓力0.4 MPa，沒(méi)有再次出現(xiàn)油壓低報(bào)聯(lián)鎖，壓縮機(jī)頻繁聯(lián)鎖停車問(wèn)題得到徹底解決。
參考文獻(xiàn)：
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