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为什么空气压缩机会出现跳车故障情况?

2019-05-21

某股份有限公司空分装置从2006年以来,先后引进的3台空气压缩机均为螺杆压缩机,均由上海某公司制造,容积流量为29.6m3/niin,额定功率160kW,其中一台启动方式为直接启动,另两台为星一三角降压启动,定子额定电压为380V,出口压力0.80MPa,使用超级冷却剂,为喷油双螺杆式压缩机。

该压缩机的控制系统采用微电脑控制及检测,微电脑检测是通过压缩机的自动加载和卸载,使气阀压力保持在编程所设定的范围内,它的特点是:①实时反映各点压力及温度值;②可按用户指令反映机组的运行状况;③有监控功能。当可编程设定值超过设定范围时发出报警信号,或自动保护停机,停机原因将显示在控制面板显示屏上。

故障分析处理

1.1故障现象一的分析处理

2011年2月空气压缩机(01PA0704B)在满负荷运行时偷跳,跳车后在控制面板显示屏上未显示任何故障代码。机组停车前排气压力0.75MPa,排气温度331,主机排气温度981,喷油温度82T,分离前压力0.83MPa,加载负荷100%,总运行时间24690h。

由于控制面板显示屏未显示任何故障代码,于是开始对造成偷跳的可能原因进行分析处理:

1)空压机机组振动过大,引起接线端子松动。对01PA0704B停电检查,再对现场电气控制系统进行逐一排查,未发现电气接点有松动现象,排除此原因造成偷跳。

2)空气压缩机主回路故障,主要包括断路器(配电室内)、接触器、热继电器等电气控制元件故障。在对配电室内的断路器进行检查时,断路器分合闸正常,脱口电流选择正确,排除此原因;对现场接触器进行检査时,发现接触器上端头B相鼻子有发热痕迹,接触器内B相动静触头已发黑、烧坏。由于目前空分装置变电所在修建中,01PA0704B电缆临时采用YJLV-3x240mm2的铝芯电缆,而接触器接线柱为铜母排,故采用240mm2铜铝过渡鼻子。于是对B相电缆头进行重做以及对接触器进行更换处理。自接触器更换以及电缆头鼻子重做以来,未出现过类似原因引起的偷跳事故。事实证明就是上述原因造成的跳车。

1.2故障现象二的分析处理

2011年4月01PA0704B处于备用状态,启动该机组时,控制面板显示屏上显示为“HECKMOTORROTATION”,意思是检查电机旋向的报瞀。

于是开始对故障现象可能原因进行分析处理:

1)电源相序出错。电机从投运到现在,一直运行正常;检修维护工作时,都是很细心做好相应标记,不存在电缆换相问题,即不存在“反转”现象,故排除电墀相序故障。

无机组电源、机组电源电压过低以及电源缺相造成机组异常。对机组电源进行测量,相电压223V,线电压386V,电源正常,排除以上原因。

根据机组报聱显示故障代码进一步分析,是否为机组在没有启动时(接触器未吸合),就报此故障。根据厂家提供的资料进行分析判断,得出实际机组开机后,只要电机没有正转就会发此报警,也就是说,此报瞥不单意味着旋向反,也可能说明电机没转,同样也报此警。于是对电机接触器进行仔细检查,发现接触器机构卡死,导致在启动过程中,接触器未吸合,报检査电机转向的故障。事实证明,正是电机未转,报检查电机转向的报警。对接触器进行处理后,机组能够正常启动。

故障含义为:主电机过载。主电机过载的直接含义是电机线圈温度、轴承温度都超过规定上限。

造成主电机过热的原因主要有:

1)异常负荷和堵转,电机负荷包括压缩气体所需负荷以及克服机械摩擦所需负荷。压比过大,或压差过大,会使压缩过程更为闲难;而润滑失效引起的摩擦阻力增加,以及极2,端情况下的电机堵转,将大大增加电机负荷。造成异常负荷常见原因是润滑无效导致的摩擦阻力增大,如润滑油过热焦化变质或缺油。

堵转时的电流(堵转电流)大约是正常运行电流的4~8倍。电机启动瞬间,电流的峰值可接近或达到堵转电流。由于电阻放热量与电流的平方成正比,启动和堵转时的电流会使绕组迅速升温。热保护可以在堵转时保护电机,但一般不会有很快的响应,不能阻止频繁启动等引起的绕组温度变化。

2)金属屑引起的短路。绕组中夹杂的金属屑是短路和接地绝缘值低的罪魁祸首。压缩机运转时的正常振动,以及每次启动时绕组受电磁力作用而扭动,都会促使夹杂于绕组间的金属屑与绕组漆包线之间的相对运动和摩擦。棱角锐利的金属屑会划伤漆包线绝缘层,引起短路。

3)接触器问题。接触器是电机控制回路中重要部件之一,选型不合理可以毁坏压缩机。按负载正确选择接触器是极其重要的。触点抖动的接触器频繁地启停电机。电机频繁启动,巨大的启动电流和发热,会加剧绕组绝缘层的老化。每次启动时,磁性力矩使电机绕组有微小的移动和相互摩擦。如果有其他因素配合(如金属屑,绝缘性差的润滑油等),很容易引起绕组间短路。如果接触器选型偏小,触头不能承受电弧和由于频繁开停循环或不稳定控制回路电压产生的高温可能从触头架中脱落。焊合的触头将产生性单相状态,使过载保护器持续地循环接通和断开。需要特别强调的是,接触器触点焊合后,依赖接触器断开压缩机电源回路的所有控制(比如高低压控制,油压控制,融霜控制等)将全部失效,压缩机处于无保护状态。这也是常被忽视的一处。

4)电源缺相和电压异常。电压不正常和缺相可以轻而易举地毁掉任何电机。电源电压变化范围不能超过额定电压的±10%。三相间的电压不平衡不能超过5%。大功率电机必须独立供电,以防同线其他大功率设备启动和运转时造成低电压。电机电源线必须能够承载电机的额定电流。如果发生缺相时压缩机正在运转,它将继续运行但会有大的负载电流。电机绕组会很快过热,正常情况下压缩机会被热保护。当电机绕组冷却至设定温度,接触器会闭合,但压缩机启动不起来,出现堵转,并进入“堵转一热保护一堵转”死循环。现代电机绕组的差别非常小,电源三相平衡时相电流的差别可以忽略。理想状态下,相电压始终相等,只要在任一相上接一个保护器就可以防止过电流造成的损坏。实际上很难保证相电压的平衡。

面对这种想象,厦门空压机专家提出几点【防范措施】

1、加强运行与维护人员的培训工作。熟悉螺杆压缩机的工作原理以及运行工况,能对故障现象进行独立分析,及时处理故障现象.

2、加强巡检工作。及时对螺杆压缩机的振动、温度、电流、电压进行监测,发现问题及时处理,将事故处理在萌芽状态中。

3、提高检修质量。检修工作应认真仔细对设备进行检修试验,及时对设备机构进行调校(如断路器、接触器、热继电器等电气元件),确保设备可靠动作。

4、接线工作中,应考虑铜铝过渡接线问题,以及对线鼻子压线过程中根据实际情况选择压线钳模具,避免因线鼻子与电缆接触电阻和鼻子与接触器接触电阻过大,引起发热导致接触器停机。

5、设备选型中,应根据负荷的特性进行选择,避免选型不合理造成设备事故。

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