LMF空压机特性及故障分析

《装备制造技术》2014年第5期《装备制造技术》2014年第5期空压机作为一种气体动力源的转换设备被广泛用于工业领域。LMF21s/138-207D空压机是奥地利LMF公司生产的一种船用地震勘探大排量高压空压机组，为地震勘探震源船提供13.8MPa~20.7MPa稳定、可靠的高压空气[1]。作为气枪震源系统的主要设备，LMF空压机运行状态直接影响到物探作业的正常运行，所以保证空压机组可靠稳定的运行及快速排除故障显得尤为重要[2]。在实际工作中既要掌握LMF空压机的结构参数和工作原理，又要及时分析和总结常见故障、事故的原因，才能保证机组长期安全有效的运行。1LMF空压机特性LMF21s/138-207D是一种复合式螺杆/活塞空压机组，主要由CAT柴油机、螺杆压缩机和活塞压缩机组成，包括压缩系统、进/排气系统、冷却润滑系统、气量调节系统、控制系统和动力传动系统。空压机组由CAT柴油机驱动，螺杆压缩机和活塞压缩机通过弹性联轴器安装在柴油机两端轴上，各部件以撬装的连接方式安装在公用钢结构底座上，如图1所示[3]。LMF21s/138-207D空压机既满足了向气枪震源提供高压空气的要求，同时也把空压机组小型化了，具有结构紧凑、可靠性高、噪声小、能耗低、检修方便、自动化程度高、适合海上作业等优点，其主要技术参数如表1所示[4]。LMF21s/138-207D空压机组工作原理如图2所示，空气从滤清器进入，经过单向阀进入螺杆压缩机进行一级低压压缩，被增压的空气和机油混合物从螺杆压缩机出口排出，随后进入油气分离罐进行油气分离，完成油气分离的空气再经滤清器进一步过滤后进入活塞压缩机进行高压压缩，从压缩机的末级压缩缸排出，达到气枪激发需要的工作压力（通过限制开关和调节渔人阀的工作压力，实现空气压力13.8/20.7MPa的转换）后流向储气瓶和配气管汇向LMF空压机特性及故障分析严勇，白永光（中石化石油工程地球物理有限公司江苏分公司，江苏扬州225007）摘要：LMF空压机组是一种船用地震勘探大排量高压空压机组，它的稳定工作是保障物探设备高效工作的前提条件之一，熟知系统的工作原理和掌握常见故障有助于准确地分析判断并排除故障点。在介绍LMF21s/138-207D空压机结构、工作原理和技术参数的基础上，分析了空压机组常见故障及原因，提出了排除故障的方法，并结合LMF21s/138-207D空压机的生产实际，罗列了LMF21s/138-207D空压机组在运行过程中所出现的几次故障以及解决措施，为分析机组故障原因提供参考。关键字：LMF空压机；工作原理；技术参数；故障分析中图分类号：TH45文献标识码：B文章编号：1672-545X（2014）05-0051-04收稿日期：2014-02-05作者简介：严勇（1982—），男，四川眉山人，助理工程师，大学本科，从事空压机的维护、保养工作。图1LMF21s/138-207D空压机的结构CAT柴油机活塞压缩机螺杆压缩机联轴器联轴器表1LMF21s/138-207D空压机的主要技术参数名称型号压缩级数压缩介质进口压力最大进气温度工作压力FAD（进口条件）额定速度功率空气压缩机组LMF21s/138-207D40.1013MPa45℃13.8/20.7MPa21m3/min1600rpm305kW螺杆压缩机SIGMA37G1空气0.1013MPa45℃1.15MPa21m3/min(±3%)1600rpm138kW（±5%）活塞压缩机BS302-317S2131.15MPa45℃2级2.95/3.2MPa3级6.9/8.0MPa4级13.8/20.7MPa21m3/min(±3%)1600rpm167kW（±5%）51EquipmentManufacturingTechnologyNo.5，2014EquipmentManufacturingTechnologyNo.5，2014气枪供气。其中，活塞压缩机有三级压缩缸，对空气进行三次压缩，各级压缩空气经压缩缸压缩后进入冷却器进行冷却，然后再进入冷凝器进行气水分离[5]。空压机组的各级安装有安全阀、温度传感器、压力传送器/开关等监测元件，用于监测压力温度等工作参数。通过PLC控制柜来实现对机组运转参数的实时检测和状态监控功能，对超过预先设定的报警值参数用黄色指示灯报警，当机组超过预先设定的停机保护参数时则自动停机。LMF空压机的冷却系统采用水冷、热负荷就近冷却的方法进行“气-水”，“油-水”换热。淡水经泵增压后分为几路去冷却空压机，一路冷却螺杆压缩机，一路冷却活塞压缩机油冷却器和空气冷却器，一路用于柴油机发动机冷却[6]。淡水通过淡水换热器将柴油机、活塞机以及螺杆机工作过程中所产生的热量携带至海水换热器中，与海水换热后将热量释放到海洋中，冷却后的淡水通过水泵进行不断地