淺析溫控閥導致的壓縮機聯(lián)鎖停車故障的論文

　　某 LLDPE(Linear Low-Density Polyethylene，線型低密度聚乙烯)裝置兩臺往復式氮氣壓縮機，在春季試車后一直運行正常，但進入夏季后頻繁出現(xiàn)機組啟動幾個小時后潤滑油壓力低報警并聯(lián)鎖機組停車的問題。這兩臺氮氣壓縮機為LLDPE 裝置提供3 MPa 的高壓氮氣，并為全廠提供高壓氮氣。頻繁的壓縮機停車，嚴重耽誤了全公司的開工進度。

　　1 原因分析

　　壓縮機潤滑油系統(tǒng)，用泵將潤滑油從曲軸箱吸出加壓，經(jīng)過冷卻器、溫控閥、過濾器后，輸送到壓縮機軸承等運動部件。

　　1.1 運行數(shù)據(jù)分析

　　分析壓縮機運行時監(jiān)控系統(tǒng)各項參數(shù)趨勢：剛啟動時，油溫持續(xù)緩慢上升，油壓維持穩(wěn)定;當油溫上升到43 ℃左右時，油壓急劇下降，直至油壓降低到低低聯(lián)鎖值，導致壓縮機停車;壓縮機停車后，油泵持續(xù)運行，潤滑油溫緩慢下降，當降至43 ℃以下后油壓開始上升，達到允許啟動壓力后壓縮機可以再次啟動。上述循環(huán)過程周期為幾個小時，可以發(fā)現(xiàn)潤滑油壓力和溫度呈明顯對應關系。

　　1.2 原因分析

　　對潤滑油系統(tǒng)影響油壓力因素逐項分析：

　　(1)運行期間，過濾器壓差維持在0.02MPa，低于壓差高保值(0.1 MPa)，說明潤滑油過濾器未出現(xiàn)堵塞;

　　(2)運行期間，外部管路無潤滑油，說明潤滑油管路未泄漏;

　　(3)潤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)潤滑油，說明油冷卻器內(nèi)部未泄漏。

　　經(jīng)過上述檢查，排除溫控閥以外的其它因素。兩臺往復式氮氣壓縮機出現(xiàn)問題相同，而相同溫控閥同時失效的可能性小，因此需要對溫控閥影響壓力的原因進行分析。

　　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，感溫包設定溫度為43 ℃。

　　自力式熱靜力溫控閥是一種全自動液體溫度控制儀表，利用感溫包內(nèi)液體受熱膨脹及不可壓縮的原理實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。溫控閥內(nèi)感溫包中充填石蠟等感溫液體，工作過程中當被控流體溫度變化時，感溫包內(nèi)的液體體積隨之膨脹或收縮，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動來控制調(diào)節(jié)套筒的開度大小，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'溫控閥布置壓縮機剛開始啟動時，潤滑油溫低于溫控閥設定溫度，冷油通道C 處于關閉狀態(tài)、熱油通道B 全開。熱油首先經(jīng)過通道B 進入閥腔，由通道A 流出。

　　當壓縮機持續(xù)運行時，潤滑油溫逐漸上升，感溫介質(zhì)受熱膨脹，達到感溫包設定值時，推動閥桿及調(diào)節(jié)套筒向上運動，從而使冷油通道C 逐漸開啟、同時逐漸線性關閉熱流體通道B。冷油由通道C 進入，與通道B 進入的熱油在閥腔內(nèi)混合后，由通道A 流出。

　　當潤滑油溫度變化時，感溫包內(nèi)液體隨之膨脹或收縮，驅(qū)動閥桿和調(diào)節(jié)套筒不斷運動，調(diào)節(jié)冷熱潤滑油的流量，直到達到預定溫度。

　　3 故障分析及處理

　　在自力式熱靜力溫控閥正常調(diào)節(jié)過程中，壓差變化不大，不會對系統(tǒng)壓力產(chǎn)生影響。當潤滑油溫在43 ℃左右、且油泵出口壓力恒定的情況下，潤滑油壓力發(fā)生明顯變化，推斷是溫控閥發(fā)生錯誤動作，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)，準備先對配管進行檢查，再將溫控閥拆卸進行檢查。

　　在配管檢查過程中，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，對其是否會造成壓力降低進行分析。壓縮機剛啟動或春季運行時，環(huán)境溫度較低，潤滑油溫度低于43℃，溫控閥內(nèi)部感溫元件不動作，A、B 之間的通道全開，A、C 之間的通道關閉。此時，足量的潤滑油通過溫控閥，從A 口入、B 口出，潤滑油系統(tǒng)工作正常。

　　隨著壓縮機運行，特別是夏季環(huán)境溫度較高，油溫逐漸上升，當高于43℃時，溫控閥內(nèi)部感溫包動作，推動調(diào)節(jié)套筒向上運動，B 口逐漸關小，A、B 之間的通道逐漸關小，A、C之間的通道逐漸打開。

　　由于冷卻器壓差的影響，潤滑油通過冷卻器后到達C 口時壓力降低，小于A 口的熱油壓力。冷油無法進入熱油通道中和熱油進行有效摻混，因而無法對熱油進行冷卻，導致潤滑油溫度持續(xù)上升。隨著潤滑油溫度繼續(xù)升高，感溫元件持續(xù)動作，推動調(diào)節(jié)套筒向上運動，B口間隙繼續(xù)減小，潤滑油通過溫控閥的阻力逐漸增加，導致壓縮機供油壓力逐漸下降。當供油壓力小于聯(lián)鎖值后，聯(lián)鎖壓縮機停車。

　　壓縮機停車后，潤滑油溫度逐步下降，感溫包隨之動作，使調(diào)節(jié)套筒向下運動，B 口間隙增加，潤滑油通過溫控閥阻力降低，供油壓力隨之上升，當油溫降到43 ℃以下時，C 口完全關閉、B 口全開，潤滑油壓力恢復正常。

　　通過以上過程分析，可以看到，油控閥冷熱通道接反后，對潤滑油供油壓力影響與實際情況相同。因此按照正確配管方式，對溫控閥冷熱油管線進行改造。重新投用后，壓縮機運行正常，熱油溫度達到43 ℃后，溫控閥正常動作，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，沒有再次出現(xiàn)油壓低報聯(lián)鎖，壓縮機頻繁聯(lián)鎖停車問題得到徹底解決。

　　參考文獻：

　　[1]杜兆年，史鳳霞. 溫控閥的分析研究[J]. 閥門，2004，19(1)：14-16.

　　[2]趙海倫. 一種溫控閥產(chǎn)品的設計[J]. 機械，2008，35(6)：85.

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