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摘 要：空压机主要用于提供高压空气，用于设备启停、控制等，是船上必不可少的重要设备，空压机使用频繁，排气压力故障最为常见。该文主要介绍了WP型空压机工作原理、基本结构等，重点对空压机一、二级排气压力异常的原因进行了分析，并结合作者实际经验，探讨了相关解决措施，为空压机类似故障快速定位和解决提供了依据，同时也对动力管理人员正确维护管理设备具有一定借鉴意义。
关键词：空压机 排气压力 原因分析 对策探讨 组合阀
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0052-02
空气压缩机（简称空压机）主要用于船舶主、辅机的启动和控制，同时也为其它需要压缩空气的辅助机械设备（如压力水柜、气笛等）供气，它是船舶重要的附属设备之一。某轮共有4台空压机，其中2台主空压机、2台辅空压机，型号为南京压缩机厂WP系列。空压机为单作用两级压缩，采用级差式活塞。由于空压机长期运行、频繁起动、持续工作，工作环境较为恶劣，经常会出现排气压力异常的典型故障，若不能准确定位，及时排除分析故障，势必对船舶用气造成严重影响。因此，有必要对空压机排气压力异常原因进行分析，查找问题根源和解决故障，保证空压机的正常可靠运行。
1 空压机工作原理
单作用两级空气压缩，由电动机经弹性联轴器直接带动。当曲轴转动时，级差式活塞由装在曲轴上的连杆带动在气缸中作往復直线运动，将空气从大气压力压缩至最高排气压力3.0 MPa。
由湿式消音过滤器滤过的空气，经一级组合阀的吸入部分，被吸入一级气缸，当被压缩到一定的压力，由一级组合阀的排出部分排出，进入由水冷却的气缸盖，再经带有螺旋片的冷却管冷却，流进曲轴箱上的缓冲容积内。冷却后产生的冷凝液集积在同时也作窥视窗盖的分离器中，空气则通过气道口经二级组合阀，被压缩到排气压力，由二级组合阀的排出部分排出，经铸在气缸内的气道进入悬挂着的二级冷却器内冷却。空气被冷却到高于冷却水进水温度约10 ℃～15 ℃，然后由安装在机座上的二级分离在进行气液分离，净化后的压缩空气被送至气瓶（如图1示）。
2 WP型空压机排气异常原因分析与对策探讨
WP型空压机分为两级压缩，一级排气压力正常范围为0.55～0.68 MPa，二级最大排气压力为3 MPa。空压机排气异常主要有三种表现形式：一是一级排气压力偏高；二是一级排气压力偏低；三是二级排气压力偏低。二级排气压力和空气瓶均装有安全阀，一般不会出现二级排气压力偏高的现象，其中以一级排气压力异常较为常见。
2.1 一级排气压力偏高
2.1.1 原因分析
一级排气压力的正常范围为0.55～0.68 MPa，当一级排气压力高于0.68 MPa，就可视为空压机排气压力偏高。空压机在二级组合阀压盖上装有一级安全阀，其开启压力为额定压力的105%，即0.8 MPa，一般一级排出压力过高，伴随有一级安全阀开启的现象，此时应停车查明原因。造成一级排气压力偏高的原因通常有：
（1）二级吸气阀泄漏，使一部分二级压缩空气倒流至一级气缸，出现一级排气压力不正常的现象。此时应检查二级气阀。
（2）将一级与二级压力腔相互隔开的O形圈损坏，压缩空气由二级气缸回流到一级气缸，应更换O形圈。此道密封圈在二级组合阀里面。
（3）二级气阀的密封圈损伤，使压缩空气从二级串回一级，更换密封圈。此道密封圈为铝制密封圈，在二级组合阀外部。
（4）二级排气阀安装不良，阀片或弹簧损坏，阀片与阀座密封不良，压缩空气倒流入二级气缸使二级吸入量降低，检查二级排气阀。
（5）压力表损坏。
2.1.2 对策探讨
空压机一级排气压力偏高，首先校验压力表是否损坏，若无损坏，拆检二级组合阀压盖，检查二级组合阀和内外密封圈是否损坏。视情更换检修阀件和密封圈，注意装复时，须确保密封面和组合阀清洁干净，一般拆检组合阀密封圈需换新。
2.2 一级排气压力偏低
2.2.1 原因分析
当一级排气压力明显低于正常值时，可视为一级排气压力偏低，造成一级排出压力过低，功率大幅度下降的原因主要有以下几点：
（1）一级吸气阀泄漏，被吸入的空气在压缩时一部分又被压回到大气中，检查一级组合阀。
（2）一级排气阀泄漏，在压缩过程中被排出的空气，一部分在被吸进过程中重新返回气缸，降低吸气量，应检查一级排气阀。
（3）一级活塞环损坏，严重漏气，降低了吸气量，应更换活塞环。
（4）气道和空气管路上漏气，应检查更换。
（5）空气过滤器堵过时，吸气阻力太大，应清洗。
（6）压力表损坏。
（7）一级泄放电磁阀阀积碳过多或者电磁阀损坏，造成一级压缩空气泄漏。
2.2.2 对策探讨
按照故障排除由易到难、先简单后复杂、先外围后内部的原则，首先，检查校对仪表是否准确。其次，检查空气管路和空压机外围是否存在漏气的现象；拆检空气过滤器是否脏堵，对于主空压机由于包含相同的两缸，若两者一级排气压力均低则空气滤器以及进气管路漏气的概率较大；检查电磁阀是否正常动作，内部是否积碳过多脏堵，清洁积碳。若以上故障原因均排除，拆检气缸，取出一级组合阀，检查组合阀和密封圈是否损坏，对损坏件进行更换。若故障仍存在，吊出活塞检查一级活塞环有无损坏。
2.3 二级排气压力偏低，功率大幅度下降
2.3.1 原因分析
二级排气压力是随气瓶压力变化而变化，额定排气压力为3MPa，若二级压力明显偏低，功率大幅度下降原因可能是：
（1）二级组合阀吸气阀泄漏，造成二级排气压力回流至一级气缸，同时一级排气压力偏高。 （2）二级组合阀排气阀泄漏，造成二级排气压力回流至二级气缸，效率降低。
（3）二级组合阀密封圈损坏，排气压力泄漏。
（4）二级泄放电磁阀关不严，漏气。
2.3.2 对策探讨
当出现二级排气压力偏低，功率大幅度下降，一般伴随有一级排气压力偏高的现象，此时应检查二级泄放电磁阀是否工作正常，清洁内部积碳，拆检二级组合阀更换损坏件。
3 管理维护要点
3.1 运行管理
（1）经常检查曲轴箱油质、油位。油色应清透，没有污染和沉淀物，油位要始终保持在油尺两刻度之間，一级气缸注油泵滴油量应调至为4～6滴/min。
（2）经常倾听空压机运转声音，特别是启停过程中的各种气流声音，定期检查油水分离器及电磁泄放阀的工作有效性。
（3）空压机正常工作时，二级压力随着空气瓶的压力升高而升高，如压力不变或过高，应查明原因并加以排除。
（4）空压机正常工作时，要特别注意观察两缸一级压力是否一致，当气瓶压力为3 MPa时，一级排气压力不得超过0.68 MPa。
3.2 检修要点
（1）检修阀片应无划痕损伤，阀片弹簧要有良好的弹性，使其保持严密。必要时可用渗漏法进行检漏。
（2）活塞环搭口要错开，最后一道刮油环不能装错。
（3）每次拆检，需更换“O”型密封圈，使其具有良好的密封效果，避免窜气。
（4）一、二级组合阀的铝垫有无明显压迹，如有应及时换新；二级组合阀压套端口有无明显凹痕，如有应在平台上研平；每次检修，二级组合阀的紫铜垫，应进行回火软化处理。
4 结语
空压机在船舶动力系统中与许多设备都息息相关，只要根据空压机的工作特性，合理地使用与管理，提高其工作效率，就能够更好的发挥空压机的重要作用，为船舶提供强有力的气源保障。空压机作为船舶重要辅助设备，管理人员要熟练掌握设备性能结构工作原理，出现类似故障要全面分析，由易到难，逐一排查，准确定位，保障船舶主辅机用气可靠、工作正常。同时平时应加强对空压机日常维护管理，在设备检修中应严格工艺要求，避免安装不到位返工。
参考文献
[1] 方大义.空气压缩机排气压力异常的原因及对策[J].中国氯碱，2004（9）：49-51.
[2] 王锋.几种空压机常见故障处理[J].设备管理与维修，2013（11）：14-16.
[3] 赵天翔.船用空压机异常噪音的故障树分析法[J].中国修船，2011（12）：26-29.
关键词：空压机 排气压力 原因分析 对策探讨 组合阀
中图分类号：TH45 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）03（b）-0052-02
空气压缩机（简称空压机）主要用于船舶主、辅机的启动和控制，同时也为其它需要压缩空气的辅助机械设备（如压力水柜、气笛等）供气，它是船舶重要的附属设备之一。某轮共有4台空压机，其中2台主空压机、2台辅空压机，型号为南京压缩机厂WP系列。空压机为单作用两级压缩，采用级差式活塞。由于空压机长期运行、频繁起动、持续工作，工作环境较为恶劣，经常会出现排气压力异常的典型故障，若不能准确定位，及时排除分析故障，势必对船舶用气造成严重影响。因此，有必要对空压机排气压力异常原因进行分析，查找问题根源和解决故障，保证空压机的正常可靠运行。
1 空压机工作原理
单作用两级空气压缩，由电动机经弹性联轴器直接带动。当曲轴转动时，级差式活塞由装在曲轴上的连杆带动在气缸中作往復直线运动，将空气从大气压力压缩至最高排气压力3.0 MPa。
由湿式消音过滤器滤过的空气，经一级组合阀的吸入部分，被吸入一级气缸，当被压缩到一定的压力，由一级组合阀的排出部分排出，进入由水冷却的气缸盖，再经带有螺旋片的冷却管冷却，流进曲轴箱上的缓冲容积内。冷却后产生的冷凝液集积在同时也作窥视窗盖的分离器中，空气则通过气道口经二级组合阀，被压缩到排气压力，由二级组合阀的排出部分排出，经铸在气缸内的气道进入悬挂着的二级冷却器内冷却。空气被冷却到高于冷却水进水温度约10 ℃～15 ℃，然后由安装在机座上的二级分离在进行气液分离，净化后的压缩空气被送至气瓶（如图1示）。
2 WP型空压机排气异常原因分析与对策探讨
WP型空压机分为两级压缩，一级排气压力正常范围为0.55～0.68 MPa，二级最大排气压力为3 MPa。空压机排气异常主要有三种表现形式：一是一级排气压力偏高；二是一级排气压力偏低；三是二级排气压力偏低。二级排气压力和空气瓶均装有安全阀，一般不会出现二级排气压力偏高的现象，其中以一级排气压力异常较为常见。
2.1 一级排气压力偏高
2.1.1 原因分析
一级排气压力的正常范围为0.55～0.68 MPa，当一级排气压力高于0.68 MPa，就可视为空压机排气压力偏高。空压机在二级组合阀压盖上装有一级安全阀，其开启压力为额定压力的105%，即0.8 MPa，一般一级排出压力过高，伴随有一级安全阀开启的现象，此时应停车查明原因。造成一级排气压力偏高的原因通常有：
（1）二级吸气阀泄漏，使一部分二级压缩空气倒流至一级气缸，出现一级排气压力不正常的现象。此时应检查二级气阀。
（2）将一级与二级压力腔相互隔开的O形圈损坏，压缩空气由二级气缸回流到一级气缸，应更换O形圈。此道密封圈在二级组合阀里面。
（3）二级气阀的密封圈损伤，使压缩空气从二级串回一级，更换密封圈。此道密封圈为铝制密封圈，在二级组合阀外部。
（4）二级排气阀安装不良，阀片或弹簧损坏，阀片与阀座密封不良，压缩空气倒流入二级气缸使二级吸入量降低，检查二级排气阀。
（5）压力表损坏。
2.1.2 对策探讨
空压机一级排气压力偏高，首先校验压力表是否损坏，若无损坏，拆检二级组合阀压盖，检查二级组合阀和内外密封圈是否损坏。视情更换检修阀件和密封圈，注意装复时，须确保密封面和组合阀清洁干净，一般拆检组合阀密封圈需换新。
2.2 一级排气压力偏低
2.2.1 原因分析
当一级排气压力明显低于正常值时，可视为一级排气压力偏低，造成一级排出压力过低，功率大幅度下降的原因主要有以下几点：
（1）一级吸气阀泄漏，被吸入的空气在压缩时一部分又被压回到大气中，检查一级组合阀。
（2）一级排气阀泄漏，在压缩过程中被排出的空气，一部分在被吸进过程中重新返回气缸，降低吸气量，应检查一级排气阀。
（3）一级活塞环损坏，严重漏气，降低了吸气量，应更换活塞环。
（4）气道和空气管路上漏气，应检查更换。
（5）空气过滤器堵过时，吸气阻力太大，应清洗。
（6）压力表损坏。
（7）一级泄放电磁阀阀积碳过多或者电磁阀损坏，造成一级压缩空气泄漏。
2.2.2 对策探讨
按照故障排除由易到难、先简单后复杂、先外围后内部的原则，首先，检查校对仪表是否准确。其次，检查空气管路和空压机外围是否存在漏气的现象；拆检空气过滤器是否脏堵，对于主空压机由于包含相同的两缸，若两者一级排气压力均低则空气滤器以及进气管路漏气的概率较大；检查电磁阀是否正常动作，内部是否积碳过多脏堵，清洁积碳。若以上故障原因均排除，拆检气缸，取出一级组合阀，检查组合阀和密封圈是否损坏，对损坏件进行更换。若故障仍存在，吊出活塞检查一级活塞环有无损坏。
2.3 二级排气压力偏低，功率大幅度下降
2.3.1 原因分析
二级排气压力是随气瓶压力变化而变化，额定排气压力为3MPa，若二级压力明显偏低，功率大幅度下降原因可能是：
（1）二级组合阀吸气阀泄漏，造成二级排气压力回流至一级气缸，同时一级排气压力偏高。 （2）二级组合阀排气阀泄漏，造成二级排气压力回流至二级气缸，效率降低。
（3）二级组合阀密封圈损坏，排气压力泄漏。
（4）二级泄放电磁阀关不严，漏气。
2.3.2 对策探讨
当出现二级排气压力偏低，功率大幅度下降，一般伴随有一级排气压力偏高的现象，此时应检查二级泄放电磁阀是否工作正常，清洁内部积碳，拆检二级组合阀更换损坏件。
3 管理维护要点
3.1 运行管理
（1）经常检查曲轴箱油质、油位。油色应清透，没有污染和沉淀物，油位要始终保持在油尺两刻度之間，一级气缸注油泵滴油量应调至为4～6滴/min。
（2）经常倾听空压机运转声音，特别是启停过程中的各种气流声音，定期检查油水分离器及电磁泄放阀的工作有效性。
（3）空压机正常工作时，二级压力随着空气瓶的压力升高而升高，如压力不变或过高，应查明原因并加以排除。
（4）空压机正常工作时，要特别注意观察两缸一级压力是否一致，当气瓶压力为3 MPa时，一级排气压力不得超过0.68 MPa。
3.2 检修要点
（1）检修阀片应无划痕损伤，阀片弹簧要有良好的弹性，使其保持严密。必要时可用渗漏法进行检漏。
（2）活塞环搭口要错开，最后一道刮油环不能装错。
（3）每次拆检，需更换“O”型密封圈，使其具有良好的密封效果，避免窜气。
（4）一、二级组合阀的铝垫有无明显压迹，如有应及时换新；二级组合阀压套端口有无明显凹痕，如有应在平台上研平；每次检修，二级组合阀的紫铜垫，应进行回火软化处理。
4 结语
空压机在船舶动力系统中与许多设备都息息相关，只要根据空压机的工作特性，合理地使用与管理，提高其工作效率，就能够更好的发挥空压机的重要作用，为船舶提供强有力的气源保障。空压机作为船舶重要辅助设备，管理人员要熟练掌握设备性能结构工作原理，出现类似故障要全面分析，由易到难，逐一排查，准确定位，保障船舶主辅机用气可靠、工作正常。同时平时应加强对空压机日常维护管理，在设备检修中应严格工艺要求，避免安装不到位返工。
参考文献
[1] 方大义.空气压缩机排气压力异常的原因及对策[J].中国氯碱，2004（9）：49-51.
[2] 王锋.几种空压机常见故障处理[J].设备管理与维修，2013（11）：14-16.
[3] 赵天翔.船用空压机异常噪音的故障树分析法[J].中国修船，2011（12）：26-29.