*起空压机未遂事故原因解析与对策李宗白，梁友乾（西北矿冶研究院，甘肃白银730900）〔〕分析解决了空气压缩机因直连拖动同步电动机投励时间滞后引起的启动失败故障，以及设备制造、安装质量造成的运行安全隐患，提出了空压机电气设计、安装与运行安全对策措施。
〔〕空气压缩机；同步电动机；励磁；电磁阀；故障；经济运行0概述空气压缩机（以下简称空压机）是种将原动机的机械能转换成气体压力能的气压发生装置，广泛应用于工业领域工矿企业。甘肃省某矿山企业为了满足矿山开采需要，购置安装了一台L8-60/8型空压机，启动过程中同步电动机高压配电柜内因速断与过负荷保护动作，无法启动投运。排除故障启动运行后，却因其他安装质量，导致空压机在达到设定压力后无法卸荷，被迫人工紧急停车，幸未造成设备与人身事故。笔者受邀协助进行了原因分析与故障排查，*终通过故障处置，圆满解决了空压机启动问题与运行安全隐患。该设备投运多年来运行状况良好。
1设备基本情况该L8-60/8型空压机采用高压同步电动机刚性直连拖动，额定工作压力8kg/cm2，采用压开进气阀调节法实现排气量的三级调整（即100%、50%、0%1，其有关性能参数如下：活塞行程220mm；转数428r/min；排气量60m3/min；二级排气表压力0.8MPa；轴功率320kW；同步电动机额定功率350kW；同步电动机额定电压6000V；高压配电柜GG-1；可控硅励磁整理柜KGLF-300/75；储气罐容积6m3；冷却方式为水。
同步电动机采用GL型感应式过电流继电器进行速断与过负荷保护，其电气控制安全设置如下：1）同步电动机的安全保护设置主要为短路保护、过负荷保护、失励保护、低电压；2）空压机的安全保护设置主要为断水、断油、丨级与丨丨级排气超温、丨级与丨丨级排气超压。
2故障表象）空压机起动过程中同步电动机高压配电柜速断与过负荷保护动作，无法正常起动。
勿空压机实现起动进入运行状态，系统压力达到设定压力后空压机无法卸荷（手动与自动减荷均失效），被迫采取人工紧急停车，幸未造成设备与人身事故。
有色冶金设计与研究3故障分析根据故障表象分析，故障原因可能有以下几点：1）空压机与同步电动机对中（同轴度）差异。L8- 60/8型空压机采用高压同步电动机刚性直连拖动，安装过程中空压机与电动机分体安装，如果空压机与电动机安装不同轴，将造成电机转子转动不平衡，电动机起动电流过大，导致电机过电流动作跳闸。
2）同步电动机投励时间滞后。同步电动机通常采用异步启动法启动，当转子转速达到准同步转速（即接近同步转速的95%以上）时，向转子送入直流励磁，转子被牵入同步运行，同步电动机完成起动过程。但实际上同步电动机从起动到牵入同步是一个较为复杂的过程，如果条件不适合就会造成启动失败。正常时，当转子转速达到准同步转速、转子的极性和定子旋转磁场的极性相匹配，即功率角0怡巧在0.~180.范围内，同步转矩促使转子加速，转子被牵入同步运行；如果功率角0在180.~360.范围之间，则同步转矩起制动作用，转子无法被牵入同步运行另一种情况是，若转子投入励磁时间滞后，致使同步电动机在准同步转速下起动时间较长，则因定子电流过大，电机过电流保护动作而跳闸，电动机启动失败。这在重负载及大惯量的拖动系统中表现尤为突出。
3）电磁阀故障。电磁阀是空压机实现从满载到半负荷或空载状态运行的负荷调整的重要控制器件，既可以手动，也可以自动控制，电磁阀失灵将导致空压机持续满载运行。
4故障处理4.1检查空压机与同步电动机的对中（同轴度）打开空压机与同步电动机之间联轴器的连接螺栓，先用塞尺沿联轴器周边多点检测联轴器间隙，检测结果表明间隙均匀；再用钢板尺检测，把钢板尺固定在空压机侧联轴器上，人工盘车，检测电动机端联轴器与空压机端联轴器间的间隙变化情况，检测结果亦表明间隙均匀，说明空压机与同步电动机的对中（同轴度）良好可以排除空压机与同步电动机安装不同轴的故障因素。
4.2检查转子直流励磁系统该同步电动机转子励磁回路采用桥式三相全控整流电路固接励磁绕组供电，当转子的转速达到准同步转速时，其“时基电路”集成块作为检测频率的开关元件将晶闸管励磁装置顺极性自动投入励磁，使同步电动机牵入同步运行。接通励磁装置电源，将控制手柄置于手动位，按下起动按钮，励磁装置工作，手动调节励磁电压，电压可从额定值的10%线性连续调整到125%，励磁系统工作正常，故障因素排除。
4.3同步电动机空载启动为了排除负载（空压机丨对同步电动机启动故障的影响，在断开同步电动机与空压机之间的连接条件下，空载启动同步电动机。接通晶闸管励磁装置电源，将控制手柄置于自动位，按下起动按钮，励磁装置工作，手动调节励磁电压至额定值，按下主机起动按钮，同步电动机通电启动，但启动8s左右时，其过电流保护动作，高压开关跳闸，启动失败。
4.4调整投励时间根据同步电动机空载起动时其过电流保护动作来判断，有可能是转子励磁投励投入滞后，致使同步电动机转子异步运转时间过长，而转子未及时得到直流励磁，无法牵入同步运行，定子电流过大，导致过电流保护动作而跳闸。据此，调整晶闸管“时基电路”投励时问（提自LI2s左右），再次启动同步电动机，同步电动机经异步起动后顺利牵入同步运行，完成启动。
4.5启动空压机将空压机与同步电动机之间的联轴器可靠连接后按照正常开车程序起动空压机，空压机顺利起动并投入运行。
4.6空压机整体运行工况考核为了考核空压机的各种运行情况，确保空压机安全运行，对其运行工况进行了监测0. 1）调节励磁电流，使同步电动机分别在正常励磁、欠励与过励状态下运行，观察直流励磁系统及各种监测仪表，一切正常。
2）观察空压机冷却系统、润滑系统、丨级与丨丨级排气温度与压力，一切正常。
3）将风包负荷侧的截止阀关闭，风包压力很快上升，分别在排气压力为1、2、3、4、5kg/cm2时手动控制电磁阀，使空压机在空载与负载状态下交替运行，运行良好，但当排气压力达到6kg/cm2以上时手动卸荷失灵，空压机带负荷持续工作，风包压力在短时间过了系统设定压力，但手动卸荷不起作用，自动减荷也未启动，此时，被迫采取人工紧急停车，防止风包超压造成严重事故。
一起空压机未遂事故原因解析与对策。59.从上述情况判断，引起这起未遂事故的可能原因是：⑴电磁阀本体存在吸力偏小质量问题，当系统压力增高后无法开启一级吸气阀；（2）设备出厂及安装过程中对电磁阀负荷调整设定值过高或电磁阀其他质量问题，导致当系统压力超过设定压力时电磁阀拒动。
针对上述两个问题，首先考虑更换电磁阀，其次是请有资质的安装单位根据系统压力要求对电磁阀的设定值进行重新整定。经过处理，消除了故障原因，空压机实现持续正常运行。
5电气设计、安装与运行安全对策5.1电磁阀制造设计质量设备制造设计中，电磁阀功率应确保能够克服高压气体对阀芯产生的动作阻力，确保空压机系统压力达到或超过额定压力时，电磁阀仍能可靠动作。
电磁阀在空压机工作中处于较为频繁的启动一停止工作状态间切换，为了保证其工作的可靠性，其控制回路各继电器接点的开断容量应有足够的余量，以保证能够安全的分合线圈，避免在频繁分合中造成触点粘连。
5.2空压机工程设计选型空压机工程设计选型应坚持生产上适用、技术上先进、经济上合理的原则，不应过分强调设备的先进性，而应兼顾设备投资、运行的经济性，以及使用单位维修技术力量与水平。目前市面上主流的空压机有活塞式、单螺杆式、双螺杆式、离心式等，我国矿山常用的以活塞式为主，其次为螺杆式。活塞式空压机耗电量小，且易于调节供气量，但因噪音大、维护量大、产气压力脉动等原因有被逐步淘汰的趋势；螺杆式空气压缩机耗电量大，但运行稳定，噪音小、维护量小，有逐步取而代之的趋势。
5.3空压机安装按照《压力容器安全技术监察规程》规定，空压机的安装应委托有相应资质与安装经验的正规安装单位安装，确保符合施工规范相关要求且经试运行与验收合格后方可交付使用。安装单位将空压机交付使用单位前，应根据设备制造设计的各种指示类仪表进行必要地检定，确保仪器指示精度。检定范围应包括冷却系统、润滑系统、丨级与丨丨级排气温度、丨级与控制类仪器。空压机负荷调整与运行时间表应根据生产投入负荷的数量、用风量、工作压力、管网压力损失等因素试验确定。
6结语经过本次空压机未遂事故的原因解析与对策分析，可以得到以下结论：不同类别的空压机其性能各异，实用是根本。工程设计选型应结合用户需求与使用维护能力等自身条件确定，设备安装应严格遵循施工规范，确保安装质量，使用过程中应根据负荷的变化，摸索确定适宜的运行工况，确保空压机经济运行，切不可味求“洋”、求先进，否则会给设备的安全与经济运行埋下隐患。
