喷油螺杆式空压机空气含油量超标的原因分析及处理

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喷油螺杆式空压机空气含油量超标的原因分析

及处理

　　摘要：空气含油量是空压机运行的一项重要指标参数，但随着空压机的长期运行，除油性

能开始下降，气体含油量超标成为了一种普遍问题。为了准确找出压缩空气含油量超标的原

因，以油气分离器、初级过滤器、精密过滤器、活性氧化铝干燥剂为出发点进行分析。结果表

明：滤芯的自身质量、排气温度和活性氧化铝干燥剂对空气中的含油量影响较大，当选取质量

好的滤芯和排气温度较低时，气体的含油量会降低；同时，当活性氧化铝干燥剂的吸附能力强

时，能除尽空气中的水分，这样空气含油量对用气设备的影响也会减小。

　　关键词:空压机;含油量;油气分离器;过滤器;水露点;

　　 Abstract：Oil　content　of　air　is　an　important　parameter　for　the　operation　of　air　compressor,　but　

with　the　long　operation　of　the　air　compressor,　the　oil　removal　performance　began　to　decline,　and　oil　

content　of　gas　has　become　a　common　problem.　In　order　to　find　out　the　cause　of　the　excessive　oil　

content　in　the　compressed　air,　the　paper　analyzed　from　the　points　of　the　oil-gas　separator,　the　primary　

filter,　the　precision　filter　and　the　activated　alumina　desiccant.　The　results　show　that　the　quality　of　the　

filter　element,　the　exhaust　temperature　and　the　activated　alumina　have　a　great　influence　on　the　oil　

content　in　the　air,　and　the　oil　content　in　the　gas　will　decrease　when　the　filter　element　with　good　quality

is　selected　and　the　exhaust　temperature　is　low,　also　when　the　adsorption　capacity　of　activated　alumina　

desiccant　is　strong,　it　can　remove　the　moisture　in　the　air,　so　that　the　oil　content　of　the　air　on　the　impact　

of　gas　equipment　will　be　reduced.

　　 1　引言

　　目前，国内的空压机主要有喷油式螺杆压缩机和无油螺杆压缩机，喷油式螺杆压缩机的润

滑油由喷嘴直接喷入螺杆与里面的空气混合，带走压缩产生的热量，同时形成的油膜起到润滑

作用，压缩的气体就会含有油；而无油螺杆压缩机并不是真正的无油，它的润滑系统为单独的

供油循环单元，压缩室与轴承之间由高性能机械密封组件严密地分隔开来，润滑油只能在其封

闭区域内流动，不能进入压缩室，压缩室内为不含油的纯空气，可获得纯净的压缩空气。由于

喷油螺杆式空压机已成为当今世界空压机发展的主流，广泛应用于矿山开采、机械制造、建

筑、纺织、石油化工及其它需要压缩气体的场所，因此，降低螺杆式空压机空气含油量依然是

现阶段研究的一项热点。比如，在天然气长输管道的压缩机系统上都会使用到空压机产生仪表

风气，仪表风气是作为现场气动阀门的动力气源、干气密封系统隔离气源和驱动电机正压通风

系统气源，对于一些精密气动部件，要求含油量不得高于 0.01mg/m3，但由于部分压缩机站场

使用的空气压缩机为喷油式螺杆压缩机，随着设备长时间运行后，仪表风的含油量就会出现超

标现象，油渍随着压缩空气进入到正压通风系统和干气密封内，影响到装置的正常运行。

　　 2　压缩空气含油量超标的影响

　　为了保证压缩空气的干净清洁，空压机都会有油气分离器、初级过滤器和精密过滤器，对

压缩空气进行除油处理。当处理后的压缩空气含油量仍然超标时，从空压机本身和现场用气设

备两个方面进行分析，可能会产生以下影响。

　　 2.1　对空压机干燥塔的影响

　　当含油量高的压缩空气进入到空压机后处理装置干燥塔内，油渍容易吸附在活性氧化铝干

燥剂颗粒表面上，在干燥剂表面形成油膜，使干燥剂吸水能力差，从而使压缩机水露点较高，

干燥塔内更容易聚集水分，油滴在水中进一步扩散，形成大范围的油水混合物，使干燥剂无法

正常吸附，干燥剂就会逐步失效，这样更多的油水混合物随着压缩空气带入到用气设备内。

　　 2.2　对用气设备的影响

　　当油渍随着压缩空气进入到用气设备，虽然用气设备都会自带一些除油装置如进口过滤器

等，但含油量较高时，过滤器内的滤芯也不能有效除去多余油渍，这就会影响到用气设备的正

常运行。对于压缩机站场，比较典型的用气设备有气动阀门、正压通风装置和干气密封。当油

渍进入到气动阀门驱动部件时，会造成驱动部件卡滞，动作不灵敏，影响到气动阀门的正常开

关；当油渍进入到正压通风装置内后，会影响装置内的各个传感器正常工作，容易出现传感器

不能正常工作；当油渍通过隔离气缓慢渗入到干气密封内时，会使干气密封内的弹簧卡滞，动

静环无法正常打开。在某压气站正压通风装置故障处理中，就发现正压通风装置传感器存在较

多油渍导致传感器故障。

　　 3　含油量超标原因分析

　　喷油式螺杆压缩机经阴阳转子做功增压后的空气都会含有润滑油，需要经油气分离器对空

气中的油进行分离，然后进入初级过滤器、精密过滤器对油进行再次过滤，最后再经干燥塔去

除空气中的水分，使压缩空气的水露点不高于-35℃，使其满足用气要求，如图1。但由于各个

过滤器的除油性能受到滤芯的使用周期和排气温度的影响，过滤器滤芯使用周期越长时，过滤

效果越差，过滤后含油量会增加；排气温度越高，空压机润滑油的黏度降低，不利于油分滤芯

对油气混合物进行分离，使得含油量超标。对此，空气含油量超标的原因从过滤器的使用、排

气温度和干燥剂吸附能力进行查找分析。

　　 3.1　过滤器不能有效除去油

　　从喷油式螺杆压缩机的工作原理可以看出，从螺杆处压缩后的空气必然会带有油，这就需

要油气分离器第一道进行分离，压缩空气先经过玻璃纤维油气分离滤芯进行过滤分离，这个油

气分离器是安装在集油筒顶部，如图2，由于分离器的离心力和重力作用，绝大多数的油会从

油气混合体中分离出来，随回油管流入到主机内。当油气分离滤芯使用时间长造成滤芯堵塞

时，就不能有效地除去压缩空气中的油渍，另外，当滤芯的过滤精度和使用质量不能满足要求

时，也会影响滤芯除去油的能力。同时，也要定期检查回油管是否存在堵塞，回油管存在堵塞

时，会造成滤芯中的积油不能通过回油管自行返回到主机内，不断聚在油气分离器底部，只能

随着压缩空气进入到下游管路[1]，而且，回油管的吸油口与油气分离器底部的安装距离也是影

响回油管正常回油的重要因素，过高或过低都会影响到正常回油，安装距离要求在 3～5　mm。

　　由于第一道油气分离器需要除去空气中大部分油渍，如果不能有效除去这些油渍，对后面

的过滤设备的除油效果影响较大。经过第一道油气过滤分离器过滤后，压缩空气将通过缓冲罐

进入到初级过滤器、精密过滤器继续进行过滤，按照初级过滤器过滤精度为1μm，过滤后的含

油量小于0.5　mg/m3，精密过滤器过滤精度为0.01μm，过滤后含油量小于0.01　mg/m3 的要求，

正常来说是可以进一步除去空气中剩余的油，但如果油气分离器没有除去大部分油，由于初级

过滤器和精密过滤器的精度较高，这样很容易被堵塞，造成压缩空气中的油渍直接进入到干燥

塔内。

　　 3.2　排气温度高

　　螺杆式空压机一般来说是一级压缩，在给空气压缩过程中，产生的热量会非常大，这就对

超级冷却剂的要求非常高，超级冷却剂具有润滑、冷却的作用。当超级冷却剂抗氧化能力差，

就会发生氧化变质，在高温条件下容易在冷却器内部及油路系统产生积碳、结焦[2]，排气温度

就会升高。尤其是在夏天，环境温度高时，空压机加载运行时的排气温度很容易达到100℃，

从温度对超级冷却剂的油品黏度影响来说，超过 98℃后，超级冷却剂的黏度会降低，不利于油

气分离器对油气混合物的分离，引起压缩空气含油量高。因此，降低排气温度也是减少压缩空

气含油量的一项措施。

　　　图1　压缩空气走向示意图　　　

　　　图2　油气分离器结构图　　　

　　 3.3　活性氧化铝干燥剂吸附能力差

　　空压机后处理装置的干燥塔主要是依靠活性氧化铝干燥剂吸附空气中的水分，防止水分进

入到用气设备。当含油的空气进入到干燥塔后，先会在少许干燥剂表面形成油膜，使得少许干

燥剂不能正常吸收水分，但是，当干燥剂因自身质量、吸附能力变差等原因不能除尽空气中的

水分时，水露点会升高，吸附不了的水分就会不断聚集在干燥塔内，油滴在水表面扩散，这样

长时间就会形成油水混合物，一部分油水混合物随着仪表风气带入到用气设备内，一部分油水

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喷油螺杆式空压机空气含油量超标的原因分析及处理　　摘要：空气含油量是空压机运行的一项重要指标参数，但随着空压机的长期运行，除油性能开始下降，气体含油量超标成为了一种普遍问题。为了准确找出压缩空气含油量超标的原因，以油气分离器、初级过滤器、精密过滤器、活性氧化铝干燥剂为出发点进行分析。结果表明：滤芯的自身质量、排气温度和活性氧化铝干燥剂对空气中的含油量影响较大，当选取质量好的滤芯和排气温度较低时，气体的含油量会降低；同时，当活性氧化铝干燥剂的吸附能力强时，能除尽空气中的水分，这样空气含油量对用气设备的影响也会减小。　　关键词:空压机;含油量;油气分离器;过滤器;水露点;　　Abstract：Oi...

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