老船空压机冒烟惊魂...走了不少弯路才找到真因,总结分享其它弟兄少“踩坑”!
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空压机基本信息
这条船配备的主空压机是邵尔的wp311L,风冷式。有两个1一级活塞,1个2级活塞和1个3级活塞。其中1,2,3级正常的工作压力分别是:2.5bar左右,8-9bar左右,20-30(由空气瓶压力决定),但正常的出口压力一般会比当时的空气瓶压力高3bar左右。结构分布如下图所示。

故事背景
由于接的是老外管理16年的国产集装箱船。发电机太烂了,可以用严重缺乏保养来形容,所有的保养记录都没有。上传以来就天天围着发电机转了。有一天,我们路过空压机,听到正在打气的空压机安全阀跳了几次,以为是十多年的船,安全阀设置不对,因为1号空压机才打气到23bar,不至于安全阀跳,就索性先把安全阀设置的高一点,把自动打气的压力开关自动启停压力设置低了一些。(第一次遇到这个现象时,误以为2级安全阀是最后一级安全阀)。
直到有一天,我们正忙着给空调压缩机加滑油,远远看到空压机那边冒烟了,过去一看,发现是喷到风冷片(上图的1,2级冷却片)上的滑油,由于高温高压的压缩气体将滑油几乎都要点着了。紧急停掉空压机,发现是3级进压力表爆l,滑油从压力表处喷出来溅到冷却片上造成的。当时也没有多想,还是以为压力表可能使用的时间太长了才坏掉的。直接换了个新的,但1号空压机(出问题的空压机)各级压力跟2号空压机运行时对比发现3级进口处的压力表不仅压力高,还波动很大,才决定第二天彻底解决空压机的问题。

初次解决
由于出现问题的是3级进,也就是2级排处的压力表,分析应该是3级的阀片密封不严造成的2级压力高。因此先把3级阀片拆出检查,发现该阀片确实有一处破掉了。如下图所示,以为原因找到了。换新3级阀片,装复测试,发现3级进的压力表倒是不波动了。但压力还是很高,有15-16bar,与2号空压机对比,此处压力应该为8-9bar。

接下来,我们换了2级阀片,但3级进口处的压力还是很高—15-16bar。但我们拆解2级气阀发现气阀出现了跟3级气阀一样的问题,有一处出现了破裂现象。由于2级气阀的修复,排出的气体不再倒流回2级,压力稳定了。但压力高的问题还是没有解决。
那些问题可以引起级间压力高
1.后一级进气/排气故障
- 后一级进气阀漏气、卡滞、关闭不严,吸气量不足,前一级排出的气体无法顺利进入下一级,导致级间憋压。
- 后一级排气阀故障、排气管道堵塞/止回阀卡死,下一级排气不畅,反向憋高前一级级间压力。
2.级间冷却与管路问题
- 级间冷却器结垢、堵塞、冷却效果差,气体冷却不足、体积膨胀,使级间压力升高。
- 级间管路堵塞、过滤器脏堵、阀门开度不足,气流阻力增大,压力积聚。
3. 气缸、活塞等机械问题
- 下一级活塞环磨损、气缸间隙过大,内泄漏异常,级间压力控制失常。
小结:如果本级不能及时将所产生的压缩气体排出,后一级不能及时将上一级所压缩的空气及时抽出,就会造成本级处的压力升高.
解决问题
根据查阅到的相关信息,既然2级压力高,那我们分析原因应该还是处于3级,由于是风冷的空压机,不存在空冷器堵塞的问题,加上之前已经更换了3级的阀片,因此分析3级的活塞应该有问题。带着这些疑惑,我们拆解了3级活塞,发现3级的3道活塞环前两道由于水垢的原因已经卡住在环槽内。如下图所示前两道活塞环槽以及布满大量的水垢。

哪来的水垢?
根据该空压机的结构,3级活塞在工作期间,由于气体压力最高,工作环境最恶劣,很难实现理想的润滑,工作期间的高温高压气体和不能及时排出的水汽则会极易在活塞的头部产生水垢,润滑也只能到达活塞的最下面一道活塞环。
清洁完水垢,换新活塞环,装复测试,一切恢复正常。
文章总结
由于在解决的过程中,知识储备有限,走了不少弯路,希望本文能在以后给大家再次遇到相关问题时提供更多的解决思路。同时,我们也可以发现,空压机的每一级都会有安全阀,不光是最后一级才有,当出现本文类的级间安全阀起跳时就要考虑空压机需要相关维护保养了。而不是手动调节安全阀。
知识拓展
1.级间压力高有那些危害
1.设备损坏风险
- 级间管路、冷却器、阀门、密封件超压破裂、泄漏、爆管,引发漏气甚至喷油起火。
- 气缸、活塞、曲轴、轴承过载受力,加剧磨损,导致抱轴、拉缸、机械故障。
2.运行性能恶化
- 排气温度急剧升高,润滑油结焦、碳化,润滑失效,加剧机件磨损。
- 压缩效率大幅下降,功耗增加、能耗上升,运行成本提高。
3.安全与船用风险
- 高温高压易引发油气爆炸、火灾,危及船舶机舱安全。
- 压力波动会导致空压机振动加剧,影响船舶设备稳定运行。
2.船用空压机设置为多级的原因
1.降低排气温度,保障安全
- 单级直接压缩至30bar,排气温度会远超润滑油闪点,易引发积碳、爆炸;多级压缩+级间冷却,可将每级排气温度控制在安全范围,防止油质劣化、机件过热。
2.提高压缩效率,节省能耗
- 多级压缩更接近等温压缩,气体经级间冷却后体积缩小,下一级压缩功耗大幅降低,比单级压缩更节能。
3.减小单级压比,延长寿命
- 30bar高压若单级压缩,压比极大,对气缸、活塞、阀门的负荷和密封要求极高;分级分担压比(每级压比适中),机件受力更小,磨损更慢,设备可靠性更高。
作者:孟祥明
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