宣晓东
浙江长广生物质发电有限公司
【摘要】压缩空气仅次于电力的第二大动力能源，广泛应用电力、石油、冶金、机械、医药、食品等等领域，工业化气源主要有动力压缩机产生，文章仅对使用较广的螺杆压缩机特殊故障分析，并提出对此解决的方法以避免扩大事故。
关键词：螺杆压缩机;空压机;电机启动过载。
引言
螺杆压缩机（以下简称空压机）因其可靠性高，零部件少，操作维护方便，适应性强等特点，是工业企业生产压缩空气广泛选用的设备，浙江某生物质电厂选用三台120KW某品牌空压机作为厂用气源，二用一备的方式运行，在运行中连续发生空压机故障，故障现象似软故障引起厂用变压器保护动作。若故障原因未彻底解决，给压缩空气系统保障运行造成隐患。
一．空压机故障的原因分析
1、空压机系统简介
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压缩空气系统共有三台空压机，设计二台并列运行，一台备用。空压机电机为星三角启动，空压机压缩空气输出量由进气反比例阀自动控制，当系统用气量减少压力升高，一台空压机输气量能维持系统压力时，其中一台空压机进气阀关小直至全关进入空载维持运行，若系统压力降低则开大进气阀，重新加载增大空气输出量，反之空载运行超过设定空载时间后，空压机自动停机，进入冷启动待机模式，也称为空久停车切出。空压机停止运行后，若系统因用气量增加压力降低到设定值时，空压机自动冷启动投入并列运行。
2、空压机故障现象
空压机运行方式为自动加载与自动投切，加载与空久停车相对频繁，一般无异常征象，当发生厂用变压器一次侧保护动作时才知道空压机存在故障。检查也会发现交流接触器触点烧损严重，大多的情况接触器完好，更严重时空压机电机有相间短路和开路的“烧电机”事故。更换故障交流接触器和电机后空压机正常运行，几天时间运行后，仍会发生上述故障。
3、空压机故障分析
空压机故障时，显示面板对故障分析的参数非常有限。延长空压机空久停车时间，将原来设定10分钟改为20分钟，上述事故现象减少，改变星三角转换时间启动无效。初步推断空压机冷态启动易发生故障，人为冷态试验又正常，由于两台空压机故障现象一样，分析陷入困惑。
三台空压机电源由厂用变压器提供，主要参数：额定容量800 kVA、额定电压6.3/0.4kv，跳闸保护过流动作值68.5A/0.9s。厂用变压器一次侧电流信号接入发电机组的DCS系统中，虽厂用变压器给多个负载提供电源，但各负载启动的电流特征不同，历史数据给空压机故障分析带来了参考依据。下图显示空压机启动时厂用变压器一次侧电流：
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图中摘录了三次空压机冷启动在厂用变压器一次侧的A相电流变化记录（BC相相同），横坐标为时间轴，每格30秒，纵坐标为变压器一次侧A相电流值，每格6安培。第一组为正常启动曲线，后两组为异常时的完整记录。从上图三组记录分析a-c为空压机星型启动电流变化曲线，电机星型启动完成后（设置约15s）转换三角启动，电流变化曲线为c-e，启动完成后，通过反比例阀加载后电流f。在三个图中的星型启动电流差别不大，正常状态中，星型启动完成后电流迅速下降，在故障状态时电流并未降低，说明启动过程中有负载接带或加载了负载，在此过程三角启动时，变成带负载启动，电流迅速上升，当超过厂用变压器保护整定值时，引起变压器过流保护动作。
图中两条电流参考线计算电机启动前后电流增加值均在220A以内，说明空压机主机和电机无异常，接触器和电机损坏的原因是空压机启动电流过大，更直接原因是电机带负载三角启动。正常情况下空压机自动空久停车后，反比例阀控制进气阀在全关位置，泄放电磁阀开启将油气分离器余压排净，等待下一次启动。当系统压力低重新启动时，若油气分离器仍有压力，则空压机启动为带负载启动，必然会引起启动电流过大，启动电流的大小取决于油气分离器压力的高低。每次故障检查时，进气阀的状态容易直观判断，油气分离器的压力由于长时间停机降至零位，启动时又表现正常，容易被忽略。故障频次取决于空压机停多久时间或泄放电磁阀的泄漏量，解体两台空压机泄放电磁阀，发现均为橡胶膜片老化，证实了故障起因。
二．故障的应对措施
两台空压机更换泄放电磁阀后空压机工作一切正常。故障的间接原因是锅炉压缩空气系统优化改造，系统用气量低于设计值，一台空压机运行基本平衡，两台空压机运行时，容易处于频繁的空久停车后短时间又投入运行的状态。因此，1）利用油气分离器压力测点，增加电机冷启动的判断保护，以防空压机带负载启动。2）定期检查泄放电磁阀橡胶密封件，发现有老化现象及时更换。3）根据电机启动电流记录，将电机启动星三角延时设定12s，避免过长过短引起重载启动过流。
三．结论：
设备发生故障应多方面分析原因，也需从旁证角度考虑，本次像似接触器质量引起电机烧损，实际是不应有负载而有负载启动电流过大所致，虽解决了问题，但从长期考虑，随着变频器成本降低和质量的提高，空压机改为变频控制更节能与合理。
作者简介：宣晓东（1969.03）、男，职称：助理工程师， 主要研究方向：热能动力工程
工作单位：浙江长广生物质发电有限公司、邮政编码：313116
作者联系方式：浙江省湖州长兴县小浦镇