Maintenance Guides 1 min read

Діагностика та усунення високої температури нагнітання гвинтового компресора

Technical analysis: Troubleshooting screw compressor high discharge temperature: oil level, cooler fouling, thermostat f

Діагностика та усунення високої температури нагнітання гвинтового компресора

1. Опис проблеми та область застосування

Цей посібник призначений для польових інженерів та фахівців з технічного обслуговування підприємств української промисловості. Він охоплює систематичну діагностику та усунення несправностей, пов’язаних із критичним підвищенням температури нагнітання олійно-повітряної суміші в маслозаповнених гвинтових компресорах.

Обладнання, що підлягає обслуговуванню: Промислові маслозаповнені гвинтові компресори потужністю від 15 до 315 кВт із повітряним та водяним охолодженням.

Класифікація критичності:

  • Критична (Аварійна зупинка): Температура нагнітання перевищує 105°C. Загроза коксування олії, руйнування ущільнень гвинтового блоку та заклинювання роторів.
  • Велика (Попередження): Температура нагнітання становить 98°C – 104°C. Необхідне негайне втручання під час планової зупинки.
  • Мала: Температура становить 90°C – 97°C за нормальних умов навколишнього середовища. Потребує моніторингу та перевірки чистоти теплообмінників.

2. Запобіжні заходи

УВАГА! БЕЗПЕКА ПЕРЕД УСІМ!

Блокування/Маркування (LOTO): Перед виконанням будь-яких робіт з розбирання контурів охолодження чи мастила повністю вимкніть живлення компресора на головному розподільчому щиті та встановіть навісні замки (LOTO). Переконайтеся у відсутності залишків електричного заряду на перетворювачах частоти та конденсаторах.

Збережена енергія під тиском: Маслосистема та пневмоконтур знаходяться під тиском до 10-13 bar. Заборонено відкривати пробку маслобака або з’єднання до повного скидання тиску в системі до 0.0 bar за манометром.

Гарячі поверхні: Температура елементів мастилоохолоджувача та корпусів гвинтових блоків сягає 100°C і вище. Використовуйте засоби індивідуального захисту (ЗІЗ): термостійкі рукавички, захисні окуляри та спецодяг.

Хімічна небезпека: Використовувана компресорна олія подразнює шкіру та очі. Уникайте контакту з гарячою олією та використовуйте маслостійкі рукавички під час обслуговування фільтрів.

3. Необхідні засоби діагностики

Назва інструменту Специфікація / Модель Діапазон вимірювань Призначення
Мультиметр цифровий Fluke 87V або еквівалент (True RMS) 0 – 1000 V AC/DC, 0 – 50 MΩ, 0 – 400 mA Перевірка датчиків температури (Pt100/Pt1000), ланцюгів управління та живлення.
Тепловізор Fluke Ti401PRO / Testo 883 -20°C … +650°C (чутливість < 0.05°C) Виявлення зон забивання радіатора, заклинювання термостата та перегріву підшипників.
Диференційний манометр ДТ-8890 або аналог 0 – 2 bar (точність ±0.3%) Вимірювання перепаду тиску на олійному та повітряному фільтрах, маслосепараторі.
Анемометр / Вимірювач потоку Testo 410-2 0.4 – 20 м/с, -10 … +50°C Контроль об’ємної витрати охолоджуючого повітря в приміщенні компресорної.
Лазерний тахометр / Стробоскоп Testo 465 1 – 99999 об/хв Перевірка швидкості обертання вентилятора охолодження та ремінного приводу.

4. Початковий чек-лист оцінки

Параметр для перевірки Нормальне значення Межове значення (Тривога) Фактичне значення
Робочий тиск у системі 7.0 – 8.5 bar > 10.0 bar (надлишкове навантаження) [ ] Записати: ______ bar
Рівень олії в маслобаку Середина оглядового скла (гарячий стан) Нижче мінімуму або повністю заповнене скло [ ] Записати стан: ______
Температура навколишнього середовища +5°C … +35°C > +40°C або < +2°C [ ] Записати: ______ °C
Температура нагнітання (на виході блоку) 75°C – 92°C > 105°C (аварійний зупин) [ ] Записати: ______ °C
Перепад тиску на масляному фільтрі < 0.8 bar > 1.5 bar [ ] Записати: ______ bar
Перепад тиску на маслосепараторі < 0.5 bar > 1.0 bar [ ] Записати: ______ bar

5. Систематична блок-схема діагностики

  1. Симптом: Висока температура нагнітання (> 100°C)
    • Перевірте рівень та стан олії в маслобаку.
      • IF рівень низький → Причина А (Недостатня кількість олії / витік). Долийте олію, перевірте систему на витоки.
      • IF рівень нормальний або перевищений → Перевірте температурний режим радіатора за допомогою тепловізора.
    • Перевірте різницю температур на вході та виході маслоохолоджувача (радіатора).
      • IF перепад температур становить менше 10°C (радіатор холодний або рівномірно теплий) → Причина Б (Забруднення теплообмінника або несправність термостата). Виконайте процедуру перевірки термостатичного клапана.
      • IF радіатор гарячий по всій площі, але температура нагнітання висока → Перевірте вентиляцію приміщення та стан ламелей радіатора.
    • Перевірте стан повітряного потоку та навколишні умови.
      • IF температура в приміщенні > 40°C або забиті повітряні фільтри приміщення → Причина В (Зовнішні температурні фактори та недостатній повітрообмін). Очистіть фільтри, організуйте примусову вентиляцію згідно з EN 378.
      • IF вентиляція в нормі → Перевірте якість та вік компресорної олії.

6. Матриця несправностей та причин

Симптом Ймовірні причини (за ймовірністю) Діагностичний тест Очікуваний результат при підтвердженні причини
Різке зростання температури до 105°C за 10-15 хвилин після пуску 1. Заклинювання термостатичного клапана в закритому положенні
2. Критично низький рівень олії		 Виміряти пирометром або тепловізором температуру байпасного патрубка до та після термостата. Трубка до радіатора залишається холодною, а байпасна гаряча. Олія йде мимо охолоджувача.
Поступове підвищення температури протягом тижнів/місяців 1. Зовнішнє або внутрішнє забруднення маслоохолоджувача
2. Деградація (старіння) мастила		 Оцінити перепад температур на охолоджувачі та перевірити кінематичну в’язкість олії. Дельта температур на радіаторі < 5°C. Наявність накипу (для водяних) або пилу/жиру (для повітряних).
Висока температура супроводжується частим спрацьовуванням захисту влітку 1. Недостатня вентиляція компресорної
2. Засмічення повітряних фільтрів камери		 Виміряти анемометром швидкість потоку повітря через повітроводи та температуру в приміщенні. Температура в приміщенні на 15°C перевищує вуличному, витрата повітря нижче розрахункової.
Висока температура нагнітання + підвищене споживання струму двигуном 1. Надмірний тиск у мережі (> 10 bar)
2. Зношування підшипників гвинтового блоку		 Перевірити манометр тиску нагнітання та виконати спектральний аналіз вібрації блоку (ISO 10816-3). Вібрація на корпусі підшипників перевищує 4.5 мм/с (зона C/D). Тиск налаштований вище номіналу.

7. Аналіз першопричин кожної несправності

А. Відмова термостатичного клапана

Чому це відбувається: Термостатичний елемент (з восковим заповнювачем) втрачає свої властивості через тривалу роботу в умовах високих циклічних навантажень або через відкладення шлама/лаку в олії. В результаті клапан залишається заблокованим у положенні «повз радіатор», спрямовуючи всю гарячу олію безпосередньо назад у гвинтовий блок.

Як підтвердити: За допомогою тепловізора зафіксуйте розподіл температур на корпусі термостатичного клапана. Якщо температура лінії рециркуляції висока, а лінія до маслоохолоджувача залишається низькою при досягненні олією температури відкриття (зазвичай 70-75°C), термостат несправний.

Наслідки: Швидке коксування олії, утворення лакових відкладень на зазорах гвинтового ротора, спрацьовування аварійного датчика температури (105°C) та зупинка компресора.

Б. Забруднення маслоохолоджувача (радіатора)

Чому це відбувається: Всмоктуване повітря містить пил, мастилотуманоподібні домішки або волокна, які осідають на ламелях повітряного радіатора. У водяних охолоджувачах відбувається утворення мінерального накипу (карбонатів кальцію та магнію) на внутрішній поверхні трубок через жорсткість технічної води.

Як підтвердити: Оцініть ефективність теплообміну за формулою дельти температур. Для повітряних радіаторів — візуальний огляд ламелей через сервісні вікна із застосуванням переносного освітлення.

Наслідки: Зниження теплової ефективності призводить до постійного перегріву мастила, зниження його в’язкості, падіння мастильної здатності та прискореного зношування підшипників ковзання/кочення в гвинтовому блоці.

В. Недостатній повітрообмін та висока температура довкілля

Чому це відбувається: Неправильний розрахунок припливно-витяжної вентиляції компресорної станції або відсутність повітроводів гарячого повітря на вулицю. Влітку температура в приміщенні може перевищувати 40°C, що виключає нормальний теплообмін.

Як підтвердити: Порівняти температуру повітря на вході в компресор із температурою довкілля. Зафіксувати зниження продуктивності та зростання температури нагнітання у денний час.

Наслідки: Робота обладнання на межі температурних лімітів, частий аварійний зупин, значне скорочення терміну служби електронних компонентів та контакторів у шкафу керування.

8. Покрокові процедури усунення несправностей

Процедура 1: Заміна або ремонт термостатичного елемента

  1. Виконайте процедуру LOTO: вимкніть живлення компресора, скиньте залишковий тиск у маслобаку до 0 bar.
  2. Дайте блоку охолонути до безпечної температури (< 40°C).
  3. Зніміть кришку корпусу термостатичного клапана, відкрутивши болти кріплення.
  4. Вийміть стопорне кільце та старий термостатичний елемент разом із ущільнювальними кільцями (O-rings).
  5. Ретельно очистіть внутрішню порожнину корпусу від залишків олії та відкладень за допомогою засобу для знежирення.
  6. Встановіть новий оригінальний термостатичний елемент (згідно зі специфікацією виробника) та нові ущільнювальні кільця, злегка змастивши їх чистим компресорним мастилом.
  7. Зберіть вузол у зворотній послідовності. Затягніть болти кришки хрест-нахрест із моментом згідно з інструкцією OEM (зазвичай 25-35 Н·м для різьблення М8).
  8. Запустіть компресор у режимі холостого ходу та перевірте герметичність з’єднань і прогрів ліній охолодження.

Процедура 2: Очищення маслоохолоджувача (зовнішнє та внутрішнє)

  1. Для повітряних радіаторів:
    • Знеструмте компресор (LOTO). Демонтуйте захисні кожухи для доступу до поверхні радіатора.
    • Видаліть сухий пил та пух за допомогою стисненого повітря низького тиску (до 3 bar), продуваючи в напрямку, зворотному нормальному потоку повітря.
    • При наявності жирових забруднень нанесіть спеціальний промисловий миючий розчин (pH-нейтральний, безпечний для алюмінію). Залиште на 10-15 хвилин.
    • Змийте бруд струменем води під помірним тиском (не вище 5 bar, щоб не погнути тонкі ламелі алюмінієвого радіатора). Уникайте потрапляння води на електричні двигуни та клеми.
  2. Для водяних радіаторів (пластинчастих або кожухотрубних):
    • Від’єднайте водяні магістралі, перекривши запірну арматуру.
    • Підключіть мобільну станцію хімічної промивки (CIP) із розчином інгібітора накипу (слабка кислотна основа на базі сульфамінової або лимонної кислоти).
    • Циркулюйте розчин протягом 2-4 годин за температури 40-50°C.
    • Промийте систему чистою водою до нейтрального показника pH вихідної води.
  3. Перевірка після ремонту: Виконайте пробний пуск. Дельта температур на охолоджувачі має становити не менше 15-22°C під час повного навантаження.

9. Профілактичні заходи

Першопричина Стратегія запобігання Метод моніторингу Рекомендований інтервал
Забруднення радіатора Регулярне продування стисненим повітрям та миття ламелей спецзасобами. Контроль перепаду температур на вході/виході маслоохолоджувача. Щомісяця (або кожні 500 годин)
Знос термостата Планова заміна термостатичного елемента разом із мастилом. Перевірка температури нагнітання за допомогою SCADA або контролера. Щорічно (або кожні 4000 годин)
Деградація олії Аналіз якості компресорного мастила (кислотне число, в’язкість). Лабораторний аналіз проб олії (згідно з ISO 4406). Кожні 2000 годин або 6 місяців
Порушення вентиляції Контроль чистоти повітряних фільтрів приміщення та роботи витяжних вентиляторів. Вимірювання температури в компресорній станції. Щотижня

10. Запасні частини та компоненти

Для відновлення працездатності компресорного обладнання використовуйте сертифіковані запчастини з європейського каталогу UNITEC-D GmbH.

Опис деталі Специфікація Коли замінювати Категорія UNITEC
Термостатичний елемент Діапазон відкриття 71°C – 78°C, латунь/нержавіюча сталь Кожні 4000 годин напрацювання або при відмові Компоненти термостата
Комплект ущільнень (O-Rings) FKM (Viton), маслостійкі, -20°C … +150°C При кожному розбиранні вузла термостата чи фільтрів Ущільнювальні елементи
Масляний фільтр тонкого очищення Тонкість фільтрації 10-25 мікрон, робочий тиск до 16 bar Кожні 2000 годин або при перепаді > 1.5 bar Фільтруючі елементи
Компресорне синтетичне мастило ISO VG 46 / VG 68 (поліальфаолефіни або діестери) Кожні 4000-8000 годин (залежно від типу основи) Мастильні матеріали

Повний асортимент запчастин для промислових компресорів доступний у нашому електронному каталозі: https://www.unitecd.com/e-catalog/

11. Посилання

  • ISO 10816-3: Вібраційний контроль промислових машин із потужністю понад 15 кВт.
  • EN 378: Холодильні системи та теплові насоси. Вимоги щодо безпеки та екології.
  • ISO 4406: Гідравліка рідинна. Метод кодування рівня чистоти твердих часточок.
  • Технічні регламенти України: Технічний регламент безпеки машин (Постанова КМУ № 62), СЕРТФІКАЦІЯ CE / UkrSEPRO.
  • Супутні посібники UNITEC: “Діагностика падіння тиску маслосепаратора гвинтового компресора”, “Технічне обслуговування мастильної системи промислових компресорів”.

Related Articles