浅析喷油螺杆空气压缩机油泡沫成因及消除

黄永强(中国石油天然气第六建设公司，广西 桂林 541004)

喷油螺杆空气压缩机在实际的拆卸过程中会发现产生故障的压缩机油分离元件均被润滑油严重浸透而失去分油能力，且在元件上还被褐色的油沉淀物所覆盖，同时在对有问题的压缩机的回油装置进行拆检并没有发现故障。因此可以确定这些故障是由压缩机在运转过程中产生的油泡沫造成的。

1 喷油螺杆空气压缩机的工作原理

喷油螺杆压缩机的工作原理是向机壳压缩室内连续喷油，由两个互相啮合的转子在机壳内作高速旋转，依赖转子凹槽与机壳壁所构成容积的不断缩小，实现对油气混合气体的压缩再经过油气分离元件得到压缩气体。压缩机在工作时，由于连续不断向机壳压缩室内连续喷油，不仅使转动部件得到充分润滑，而且润滑油密封了机内工作间隙，使机内泄漏少，气体压缩热被冷却油所吸收从而得到较低的排气温度，喷油的这些作用，不仅提高了螺杆压缩机的效率，而且可以采取较少的压缩级数得到所需的较高的压力。

2 螺杆压缩机油泡沫的成因及对压缩机的影响

喷油螺杆压缩机在运转过程中形成油泡沫的原因主要有以下两个方面：

第一个方面是润滑油在受到机械搅拌时会产生泡沫，其形成泡沫的程度随搅拌的剧烈程度而增加，压缩机在运转时，油池中润滑油以很高的速度循环流动，并以较大的压力向压缩室中喷射，与压缩空气充分混合；同时，油池中整个油面还不断受到输入油箱中压缩空气流的冲刷和扰动，因此，无论从循环油的数量，循环速度，油被雾化的程度，还是整个油面被冲刷和扰动的影响，均表明润滑油处在强烈的机械搅拌下工作，必然会形成大量的油泡沫。特别是当所使用的润滑油消泡性能较差或含较多空气及其它容易产生气体的杂质时，起泡的程度更大。

第二个方面是由于润滑油有溶解气体的特性。在常压下，矿物油中所能溶解的空气量约为其容积的8-11%。空气在油中的溶解量随压力的增高而增加，其规律如下式所示：

式中 Vg——溶解在油中的空气容积量（在大气压力和0℃时）

V0——油的容积量

P——空气压力

当压力降低时，多余的空气便从液体中急剧分离出来，并以细小气泡的形式与油形成油气混合物。

喷油螺杆空气压缩机在工作时，润滑油与压缩空气同处在一个容器中，并且始终处于压缩空气的压力之下，所以有大量的压缩空气溶解于油中，当压缩机停机时，为避免下一次起动时可能引起的液击和过压现象，需将贮油池中的压缩空气通过自动放空阀排出，这样对油池中的润滑油来说就是一种急剧的释压，由于压力的迅速下降，溶解于油中的压缩空气便会急剧分离出来，形成大量的油泡沫并可能随压缩空气一起充塞油分离器。

压缩机在运转和停机时产生的油泡沫随压缩空气一起充塞油分离器加重了油分离器的负担，在较短的时间内会使油分离元件浸油严重而失去分油能力，同时大量的润滑油会随压缩空气输出机外。这不仅会使压缩机耗油量增大，而且使压缩空气纯度和质量下降，影响用气系统的工作性能。

另一个方面油泡沫会使油分离元件的阻力增大，压缩机的性能受到影响，因为在压缩机提供给工艺系统的气体压力与气缸排出压力之间存在一个差值，而这个差值主要是由油分离元件的阻力引起的，而油分离元件的阻力又与元件本身的透气性与浸油程度有关。油分离元件本身的阻力一般都很小，在排气压力为0.7-0.8MPa时，油分离元件本身产生的阻力仅为排气压力的2%左右，所以油分离元件的阻力主要取决于元件的浸油程度。

3 压缩机油b泡沫问题的处理措施

措施一：为避免油泡沫现象对压缩机性能的影响，可在润滑油中添加性能优良的消泡剂如二甲基硅油，其添加量可根据压缩机的不同工况要求添加，对于作连续运转的压缩机以10-20ppm为宜，对于作间歇运动或起动十分频繁的压缩机，可增至50-60ppm甚至更高一些。

措施二：在实际操作过程中可通过控制压缩机停机时压缩机空气排放速度来消除油泡沫的影响，但对不同系统结构压缩机其控制速度有些区别，对于压缩部件与油池之间无单向阀装置的小型压缩机，在停机时应使压缩空气排放速度降低到尽可能低的程度。对于油池和压缩部件自成整体，且其两者之间装有单向阀的大、中型压缩机，要想得到较为合理的排放速度就较为困难，要根据实际的调试经验来确定。

措施三：除了一些有频繁起停要求的压缩机外，对于一般用途的压缩机在调试时，要尽量避免频繁起停，要特别注意不要在高压力下停机后即刻起动。压缩机在停机时最好采用先缓慢降低机内压力，让该机组在低压力下运转少许时间，使油泡沫较充分消泡后再行停机。

4 结语

喷油螺杆空气压缩机的效能及正常运转与油泡沫能否得到较充分的消泡有较大的关系。只有对喷油螺杆空气压缩机的工作原理、油泡沫的成因了解后，才能在安装调试中避免油泡沫造成的影响。

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