浅析温控阀导致的压缩机联锁停车故障的论文
某 LLDPE(Linear Low-Density Polyethylene，线型低密度聚乙烯)装置两台往复式氮气压缩机，在春季试车后一直运行正常，但进入夏季后频繁出现机组启动几个小时后润滑油压力低报警并联锁机组停车的问题。这两台氮气压缩机为LLDPE 装置提供3 MPa 的高压氮气，并为全厂提供高压氮气。频繁的压缩机停车，严重耽误了全公司的开工进度。
1 原因分析
压缩机润滑油系统，用泵将润滑油从曲轴箱吸出加压，经过冷却器、温控阀、过滤器后，输送到压缩机轴承等运动部件。
1.1 运行数据分析
分析压缩机运行时监控系统各项参数趋势：刚启动时，油温持续缓慢上升，油压维持稳定;当油温上升到43 ℃左右时，油压急剧下降，直至油压降低到低低联锁值，导致压缩机停车;压缩机停车后，油泵持续运行，润滑油温缓慢下降，当降至43 ℃以下后油压开始上升，达到允许启动压力后压缩机可以再次启动。上述循环过程周期为几个小时，可以发现润滑油压力和温度呈明显对应关系。
1.2 原因分析
对润滑油系统影响油压力因素逐项分析：
(1)运行期间，过滤器压差维持在0.02MPa，低于压差高保值(0.1 MPa)，说明润滑油过滤器未出现堵塞;
(2)运行期间，外部管路无润滑油，说明润滑油管路未泄漏;
(3)润滑油泵出口压力维持在0.5 MPa，系统供油压力正常;
(4)在冷却水侧取样，未发现润滑油，说明油冷却器内部未泄漏。
经过上述检查，排除温控阀以外的其它因素。两台往复式氮气压缩机出现问题相同，而相同温控阀同时失效的可能性小，因此需要对温控阀影响压力的原因进行分析。
2 温控阀的原理及工作模式
2.1 自力式热静力温控阀工作原理
润滑油系统选用3/4CMRT11082-0-AA 热静力型自力温控阀，如图3 所示，感温包设定温度为43 ℃。
自力式热静力温控阀是一种全自动液体温度控制仪表，利用感温包内液体受热膨胀及不可压缩的原理实现自动调节。温控阀内感温包中充填石蜡等感温液体，工作过程中当被控流体温度变化时，感温包内的液体体积随之膨胀或收缩，驱动执行机构运动来控制调节套筒的开度大小，调节冷、热流体的流量比例，最终控制出口流体的温度。
2.2 自力式热静力温控阀工作模式
厂家推荐的'温控阀布置压缩机刚开始启动时，润滑油温低于温控阀设定温度，冷油通道C 处于关闭状态、热油通道B 全开。热油首先经过通道B 进入阀腔，由通道A 流出。
当压缩机持续运行时，润滑油温逐渐上升，感温介质受热膨胀，达到感温包设定值时，推动阀杆及调节套筒向上运动，从而使冷油通道C 逐渐开启、同时逐渐线性关闭热流体通道B。冷油由通道C 进入，与通道B 进入的热油在阀腔内混合后，由通道A 流出。
当润滑油温度变化时，感温包内液体随之膨胀或收缩，驱动阀杆和调节套筒不断运动，调节冷热润滑油的流量，直到达到预定温度。
3 故障分析及处理
在自力式热静力温控阀正常调节过程中，压差变化不大，不会对系统压力产生影响。当润滑油温在43 ℃左右、且油泵出口压力恒定的情况下，润滑油压力发生明显变化，推断是温控阀发生错误动作，造成系统压力突降。但温控阀和油路系统均是全封闭系统，准备先对配管进行检查，再将温控阀拆卸进行检查。
在配管检查过程中，发现热油入口与调温油出口配管接反。于是根据温控阀的结构和工作原理，对其是否会造成压力降低进行分析。压缩机刚启动或春季运行时，环境温度较低，润滑油温度低于43℃，温控阀内部感温元件不动作，A、B 之间的通道全开，A、C 之间的通道关闭。此时，足量的润滑油通过温控阀，从A 口入、B 口出，润滑油系统工作正常。
随着压缩机运行，特别是夏季环境温度较高，油温逐渐上升，当高于43℃时，温控阀内部感温包动作，推动调节套筒向上运动，B 口逐渐关小，A、B 之间的通道逐渐关小，A、C之间的通道逐渐打开。
由于冷却器压差的影响，润滑油通过冷却器后到达C 口时压力降低，小于A 口的热油压力。冷油无法进入热油通道中和热油进行有效掺混，因而无法对热油进行冷却，导致润滑油温度持续上升。随着润滑油温度继续升高，感温元件持续动作，推动调节套筒向上运动，B口间隙继续减小，润滑油通过温控阀的阻力逐渐增加，导致压缩机供油压力逐渐下降。当供油压力小于联锁值后，联锁压缩机停车。
压缩机停车后，润滑油温度逐步下降，感温包随之动作，使调节套筒向下运动，B 口间隙增加，润滑油通过温控阀阻力降低，供油压力随之上升，当油温降到43 ℃以下时，C 口完全关闭、B 口全开，润滑油压力恢复正常。
通过以上过程分析，可以看到，油控阀冷热通道接反后，对润滑油供油压力影响与实际情况相同。因此按照正确配管方式，对温控阀冷热油管线进行改造。重新投用后，压缩机运行正常，热油温度达到43 ℃后，温控阀正常动作，冷热油按比例掺混后，温控阀前后压差正常，供油温度43 ℃、供油压力0.4 MPa，没有再次出现油压低报联锁，压缩机频繁联锁停车问题得到彻底解决。
参考文献：
[1]杜兆年，史凤霞. 温控阀的分析研究[J]. 阀门，2004，19(1)：14-16.
[2]赵海伦. 一种温控阀产品的设计[J]. 机械，2008，35(6)：85.
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