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空压机滑油易乳化原因难查,老编认为大多数原因可能如本文所述......

 船舶讲武堂 2022-01-14


某轮 主 空 压 机,型 号 HD40W,排 量 47 m3/h,压 力30 bar,转速 1 000 r/min,功率 10.9 KW,淡水冷却。该空压机自投入使用后工作稳定,但近年来滑油乳化且越来越严重, 盛夏空气潮湿时甚至新滑油使用两天就乳化,不得不经常更换滑油。这不仅浪费滑油和增加工作量,而且易烧损轴瓦甚至损坏曲轴。 

1 滑油乳化原因分析

乳化,指两种液体充分混和成为乳状液。滑油与水本来不会乳化;但若有某些具有两亲性质的物质吸附并富集在油水界面上,就可能改变界面状态(降低界面张力),增加其表面活性,一种液体离散为许多微粒分散于另一种液体中,从而导致乳化。这些能增加两种液体表面活性并使它们乳化的物质称为乳化剂。

能导致滑油与水乳化的乳化剂种类很多而且导致滑油与水乳化所需乳化剂的量很少很难确定该乳化剂的成分只能从导致滑油乳化的水分来源分析

根据该型空压机的结构滑油中的水可能有两个来源一是缸套冷却水泄漏一是曲拐箱内空气凝水经打开油底壳反复检查未发现缸套密封圈破损和缸套裂纹漏水可排除缸套冷却水漏泄

空压机机壳内的空气冷凝水——夏季海面空气压力 0 MPa同标准大气压力下压力均为表压力),夏季海面相对湿度 φ = 60%一般高于 60%),夏季机舱平均空气温度 t = 30 夏季机舱平均气温一般都高于 30 )。 

由图 1标准大气压下湿空气焓熵图可知从空气相对湿度 60%和夏季机舱平均空气温度 30 对应图中A),冷却到开始凝水的相对湿度 100%对应图中B),是一条空气含湿量不变的垂线B 点对应的大气露点温度 td 22 再根据压力露点和大气露点换算图见图 2),大气露点温度 td = 22 对应曲拐箱压力 0.1 MPa 的斜线查得压力露点温度 Td 33  

由此可见,机舱相对湿度 60%的空气进入曲拐箱后,压力达到 0.1 MPa,则大气露点变得与压力露点温度 Td 相等(33 ℃),略高于曲拐箱缸体冷却温度(30 ℃),曲拐箱必然凝水。可见,影响曲拐箱凝水的,有空气湿度、曲拐箱温度、曲拐箱压力等三个因素。 

(1) 空气湿度空气湿度越大越容易凝水。该空压机出现滑油乳化的近年来,空气湿度与以往不会有大变化,不是故障的主要原因,只是夏季空气湿度大更容易凝水。 

(2) 曲拐箱温度曲拐箱温度越低越容易凝水。曲拐箱温度,主要取决于环境温度,包括冷却水温度、机舱温度等。该空压机出现滑油乳化的近年来, 机舱温度和冷却水温度与以往也没有大的变化,不是故障的主要原因。 

(3) 曲拐箱压力曲拐箱压力越高越容易凝水。气体含湿量(绝对湿度)不变,压力越高,相对湿度越大,露点越高(或,露点随压力升高而升高)。曲拐箱压力取决于气缸/活塞漏泄和曲拐箱透气。气缸/活塞漏泄不可避免,当然也不应超出限度。

曲拐箱透气,检查发现透气口是一个单向球阀: 
  • 活塞下行,曲拐箱内空气被压缩,压力升高到设定值顶开球阀泄压。 

  • 活塞上行曲拐箱内压力降低球阀在弹簧作用下关闭透气口但该装置透气通道截面积很小若气缸/活塞漏泄较多空气不能及时排出导致曲拐箱压力过高(连接压力表实测最高达到 0.2 MPa)。

根据前面利用图 1 和 图 2 的分析, 若曲拐箱内相对湿度 60%空气压力达到0.2 MPa,大气露点温度 td = 22 ℃,按图 2 对应曲拐箱压力 0.2 MPa 的斜线, 可查得压力露点温度 Td 是 38 ℃,高出缸套冷却水温度(30 ℃)更多,曲拐箱凝水会更多。

该设备投入使用的前几年, 缸套/活塞环磨损少,窜气少,能及时排出,曲拐箱压力不高,所以凝水少。随着缸套/活塞环磨损增加,窜气多了,又不能及时排出,导致曲拐箱压力增高,具备了生成凝水的条件。取下原透气口单向阀的球,油底壳滑油换新,使用500 小时滑油无乳化。由此证实以上分析正确。

2 纠正措施

为减少和杜绝凝水: 


  • 改进透气口装置 封堵曲拐箱原透气口新装一透气弯管见图 3),开口处加装一个铁丝网罩据个人经验建议近孔 1 mm ×1 mm以防杂物被吸入增强透气效防止曲拐箱压力过高 

  • 及时换新磨耗超标的缸套和活塞环,减少窜气。 

  • 还可适当提高冷却水进机温度(略高于 33 ℃)。可手动调节减少冷却海水流量;或者就近从其他设备冷却海水出水引一路作为空压机冷却水。

作者:黄文龙、王连海

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