摘要：针对高压空压机频发的超温报警问题，梳理设备的气路流程和水路流程，通过热传导原理分析和实际检查论证，发现引起排气温度超温报警的三个可能因素：气路泄漏、水道积垢和气缸冷却进水温度。通过对气缸及进排气阀的解体检查发现破损零部件并进行更换修复解决了气路泄漏问题，再通过对水路管道进行清洗除垢和对气缸冷却水路流程进行细微改造，提高冷却效果，有效地解决了超温报警难题。
　　关键词：高压空气压缩机;超温报警;热传导
　　一、设备现状
　　我司V-3/350型固定式高压空压机，主要由五级压缩机、电动机、气管路系统、润滑系统、冷却系统、气体净化系统、排污系统、操纵仪表系统、气瓶组、电器设备等组成，是一种固定式的供气站。该设备经常出现气缸排气温度超温报警停机现象，每次维修都只是停机卸压，解除超温报警，清洗管道，时隔不久该报警又会再次出现，且故障间隔周期越来越短。如此反复频发的超温停机，严重影响生产，迫切需要从根本上解决。
　　二、分析与验证
　　1、气路流程与水路流程
　　为查找故障根源，必须熟悉设备气路与水路流程。通过对设备现场管路逐步区分标记排查，终于梳理出了现场的气路流程和水路流程（如图1所示）。
　　气缸主机为V型两列级差活塞式气缸，I-II-IV为一列，I-III-V为一列，各气缸均配有进、排气阀，各级排气管线上均配有安全气阀，各级排气口均设有压力和温度感应器并分别连接对应的压力表和温度计。
　　五级冷却器都是气体在管内流动，水在管间流动，水与气体流向相反。各级冷却器进水口都装有闸阀，用以调整每级的进水量。气缸体外壁铸有水道，并有加工成型的进水口，用于连通水路冷却气缸。
　　2、热传导原理[1]
　　通过分析确定该冷却水路热量传导原理是，气路内的高温气流通过对流放热将热量传导给气路内壁，再通过固体导热传递给水路内壁，最后以对流放热方式由水流把热量从水路內壁带走。热流量计算公式Q=K· A ·ΔT（瓦），式中A为传热面积（平方米），ΔT为热冷流体的温度差=T0气-T0水，K为传热系数（瓦/（平方米·开尔文））。
　　3、理论分析
　　故障现象是气缸排气口超温报警，表明气缸冷却效果变差，即热流量Q变小。根据热流量计算公式，若K值不变，则怀疑A值变小或ΔT变小。
　　由于所用水质加热后水垢多，设备长期运行后在冷却水管内壁发生了水垢沉积，引起传热面积A变小，以往维修采取清洗管道可暂时排除故障也印证了这一点。
　　如果气缸、进排气阀、气路管道密封不良造成泄漏，则可能使T0气变小。根据气缸冷却水路分析，气缸冷却进水是经过II、III级冷却器的热置换后再进入气缸冷却管道，此时的水温已经比冷却塔出来的水温高，即T0水变大。
　　由此认为，引起超温报警的可能因素有：1）水道结垢;2）气路泄漏;3）气缸冷却进水温度高。
　　4、现场验证
　　用肥皂液涂抹气路管道各接口、气缸端盖密封处、进排气阀外壁等可能发生外泄漏的部位，试机发现IV级和V级气缸端盖漏气。手摸试探也证实气缸冷却进水管壁温度比冷却塔出水管壁温度高。拆开气缸端盖，发现气缸外壁水道口有2mm厚水垢，气缸套两面的密封件已损坏。各级活塞的活塞环均存在不同程度的磨损。检查各级进、排气阀，发现阀片均有不同程度损坏。
　　三、解决方案
　　根据分析出的故障影响因素，制定以下解决方案：
　　1）用特吉-110号清洗剂175kg循环清洗水道3-4次，每次3小时，清除沉积水垢，再用清水循环冲洗两次。清洗剂不能太强，以防腐蚀管道本体。
　　2）拆解气路，更换磨损或失效的密封件、阀片等，消除气路外泄漏及内泄漏隐患，更换润滑油。
　　3）改造水路流程，变串联为并联，降低气缸冷却进水T0水值。改造后的冷却水路流程见图2。
　　四、效果
　　经上述方案检修后该设备已投入使用多年，各项监测指标正常，再没出现过超温报警现象。本次修复工作从热传导原理着手，根据热流量公式分析所有可能的影响因素，从三个方面进行改进，从根本上消除了超温报警频发的设备隐患，彻底解决了制约产品试验的老大难问题。
　　参考文献
　　[1] 蔡耀辉责编.实用机械设计手册.北京.机械工业出版社，1994.
　　[2] 陆明炯主编.实用机械工程材料手册.辽宁：科学技术出版社，2009.
　　作者简介
　　王美艳，女，汉族，1980.4，哈尔滨工业大学机械工程领域硕士学位，目前在四川航天烽火伺服控制技术有限公司从事设备技术管理工作。