关于协会

动态与新闻

科技与鉴定

信用评估

标准规范

人 才 库

企业导航

协会推荐

首     页 

自动化协会

科学技术奖

技术论文

政策法规

知 识 库

行业论坛

螺杆式空压机电控系统故障处理分析及对策

谭振华

重庆建峰化肥有限公司    重庆   408601

摘要：本文简单介绍空压机电气控制原理，总结了电控系统引起的几种空压机故障及处理方法，详细分析了故障产生的原因，并提出了对应的预防措施。

关键词：空压机电控系统 故障 分析 对策

1. 螺杆式空压机540CM01技改背景

540CM01空压机主要是为合成工艺系统提供仪表空气。原设计机组型号：MSCH160W；电动机型号：YB2-315L1-4；电动机功率：160KW，额定电流284.3A。在高温季节，原有的空气压缩机打气量不能满足系统满负荷运行的需要，成为制约合成系统高负荷运行的瓶颈问题。2005年为了确保仪表空气安全，解决合成系统空气量不足问题，将540CM01空压机改为螺杆式空压机，在试运行过程中就发现：要满足工艺对仪表空气的需求（出口压力8.0KG ～10KG），需要电流在290～335A左右，空压机电流超负荷；在满负荷运行时，电流达到额定电流117%。后更换电机，将其功率由160KW增大到185KW。

2. 540CM01空压机电气控制回路介绍

2.1电气控制原理图

    详见附图一：《540CM01电机控制回路图（原图）》

2.2  启停控制

2.2.1 启动

合上断路器1QF、2QF（电源指示灯LD1亮）——按下启动按钮2PB或4PB（QR得电，运行指示灯亮；Y接触器1S得电，随即主接触器1M得电，风扇启动，延时继电器1TR得电），主电机星型启动——（延时15秒后，1TR的常闭断开，常开闭合，Y接触器1S失电，同时角接触器2M得电）主电机转入正常运行。

2.2.2 停止

按下停止按钮1PB或3PB（QR失电，随即主接触器1M和角接触器2M失电）——主电机停止，风机停止，运行指示灯灭；

2.3保护控制

2.3.1 断水故障保护

当压缩机出现断水故障(2CR得电，随即QR失电，主接触器1M和角接触器2M失电)——主电机停止，风机停止，运行指示灯灭，断水故障指示灯亮；

2.3.2 排气温度高保护

当压缩机排气温度高时（1CR得电，随即QR失电，主接触器1M和角接触器2M失电）——主电机停止，风机停止，运行指示灯灭，排温高故障指示灯亮；

2.3.3 压缩机过载保护

当压缩机主回路过载，电流增大到一定值（热继电器KH动作，常闭触点断开，QR失电，主接触器1M和角接触器2M失电）——主电机停止，风机停止，运行指示灯灭，过载故障指示灯亮；

2.3.4 风扇电机主回路过载

当风扇电机主回路过载，电流增大到一定值（2QF动作，常开触点断开，QR失电，主接触器1M和角接触器2M失电）——主电机停止，风机停止，运行指示灯灭，过载故障灯亮。

3. 540CM01空压机电气控制系统故障情况统计

540CM01空压机在05年10月到06年12月一年的时间里，发生多次故障，详见下表：

表1  540CM01空压机电气控制系统故障统计表

综上所述，540CM01空压机发生的6次故障中，其中控制回路接线引发的故障有3次，控制回路元器件损坏引发的故障2次，电机故障1次。

4. 原因分析

4.1控制回路接线及元器件引发故障的原因分析

4.1.1 电控柜的端子质量存在问题

在2006年3月8日、4月18日，出现了三次故障，均为电机在运行过程中突然停运现象，经过对现场控制回路的认真检查和排除，确认为控制回路接线松动引起的故障，电气连接端子的质量造成了机组停机的后果，端子质量问题是根源。

4.1.2 控制回路安装位置不合理

由于电气控制柜安装在机座上，由于空压机在运行过程中振动较大，导致电控柜振动现象严重，易出现回路松动的情况。

4.1.3 电控柜温度过高

电控柜为防爆性密闭式设计，导致其散热情况不良，且电控柜安装的背部是空压机气罐，温度经测试在110℃左右，另一端靠近电机，这也是一个发热源。电控柜温度过高是导致控制元件损坏的重要诱因。

4.2电机烧毁故障的原因分析

4.2.1电机前端轴承缺油是电机损坏的直接原因

该电机2006年4月安装投用，2006年9月运行时间约2000小时，按加油网络应进行补充加油，但由于当天设备未运行，未加油，造成设备润滑脂未及时得到补充。

电机解体后发现，轴径处有磨损痕迹，且轴承内圈用手即可拿下，可以证明轴承有跑内圈现象，若轴承在损坏前跑内圈，长期运行会造成温度较高，引起轴承油脂流失，从而使轴承烧损。另一方面，电机平时运行温度较高，也易使轴承油脂流失，造成轴承损坏。

4.2.2 电机绕组有缺陷

该电机在品检中，发现电机前端绕组与铁芯处有一金属异物，当时与厂家交涉不进行验收，但厂家进行保证一年的担保后，公司决定进行验收，用旧电机进行备用。电机前端绕组与铁芯处为绝缘部位，若有金属导体，易破坏电机绕组绝缘，引起绕组损坏。

4.2.3 对电机控制回路的检查不当

4.2.4 对电机的性能测试数据分析不足

540CM01电机更换后，在5月1日至5月7日和9月30日至10月31日，进行了两次数据测试，其中包括电机前端、后端、环境温度。两次的测试数据都出现过电机前端温度高（测试温度88℃，极限温度95℃）；电机高（温升44℃，极限温升55℃），电机环境温度偏高（均为40—50度左右）。可以判断，电机前端最高温度88℃，而此时电机轴承的真正温度已经完全超出了95℃的极限值。在这种温度较高的长期运行状况下，极会造成轴承油脂流失，使轴承状况劣化。

4.2.5 电机运行电流监控不及时

请看12月8日，电气301总变控制室监控微机上记录的电机运行电流曲线图：

12.8日上午微机显示电流越限报警8次；下午15：55分电机启动，出现的电流越限报警信号，同时15：55分540CM01电机出现越上限报警，工艺现场起动电机，到20：40：08电流告警返回，现场电机停运（此时电机已烧毁）。

从电机运行电流曲线图可以清楚看到，电机一直在预设置的报警限以上运行，从电机运行曲线的反应出来，运行人员对电机运行电流监控不及时，对行电流越限报警未引起足够的重视，未向技术人员通报，错过了故障查找的最后机会。

5. 预防措施

5.1优化和改进电控回路

针对原控制回路的缺陷（详见附一《540CM01电机控制回路原图》中虚线框部分）如：时间继电器长期带电问题、控制电源取向不合理问题、断相保护器APRS故障问题，对电控回路进行了优化和改进，详见附图二《540CM01电机控制回路改造图》》。

（1）改变控制电源取向

原控制电源取自断路器下端，检查控制回路，必须送上断路器，在进行控制回路联动试验，必然导致电机启动，检查次数多，电机无谓启动就越多，引起电机烧毁的几率就越大。现将控制电源改制断路器上端，可避免以上情况的发生。

（2）避免时间继电器长期带电

技改后，时间继电器通过QR－2M回路控制。这保证电机一旦处于三角形接线的带载运行，就可切断时间继电器带电回路，消除原回路中继电器长期带电的情况，从而延长元件的使用寿命。有效避免时间继电器损坏，使电机始终在星形接线运行，无带载能力造成的电机跳车故障。

（3）取消相序、断相保护器APRS故障

9月15日发现相序、断相保护器APRS故障，造成540CM01运行中跳车。现将APRS保护器取消，减少回路故障点。

在对电控回路进行以上三点技改的同时，进一步对柜内电气元件、接线进行彻底清理检查，确保各元件接线牢固、动作可靠。

5.2 加强设备监控、巡检，确保信息通畅

电机在运行过程中易出现过载情况，需要技术人员、维修人员、运行人员进一步加强设备的联合巡检和维护工作，保证及时发现问题、及时沟通信息，便于紧急情况的及时处理。同时完善301微机电流监测功能，当电流发生较大波动时，运行人员应及时发现及时汇报相关人员进行处理。

5.3加强润滑管理

本次烧毁的540CM01电机，润滑周期为5000小时，但从5月1日-12月8日，尽管电机总运行时间为3543小时（未达到5000小时），但由于设备运行状况不良，已明显表现出缺油的现象。必须研究和修订车间的润滑管理制度，在严格按润滑周期对电动机补充加油的同时，针对一些运行状况恶劣的电机，制定补充润滑管理办法，改善电机润滑状况，避免发生类似事故。

6. 结论

通过空压机电控系统故障处理分析不难看出，故障的原因其实都是一些我们不太注意的细节，如控制回路的设计、维护检查的方式、监控汇报等都需要我们进一步改进，才能将隐患控制在萌芽状态，确保设备正常稳定运行。

附二： 540CM01电机控制回路修改图