四川有色金属提高PTM天车2055空压机运行稳定性的研究向波，邓永春，程嘉（四川启明星铝业有限责任公司，四川眉山620041）车使用ERC2055空压机如何提高运行稳定性，提出几项改进措施，使之在夏日更好平稳的运行，从而提升电解铝多功能天车装备先进技术水平。
铝电解多功能天车又称电解槽用操作机，简称P.T.M.它集机械、电气、液压、气控等多种专业于一体，是大型预焙电解槽的关键设备之一。目前在PTM天车上大多数均配置意大利MATTEI公司提供的滑片式空压机ERC2055，为各机构气动元件提供连续不断的压缩空气动力源。因此如何提高ERC2055空压机在高温重粉尘强腐蚀环境下的运行稳定性是保障电解PTM天车可靠运行的基础条件，是促进电解正常生产的关键要素。
1ERC2055空压机工作原理与结构滑片式空压机工作原理如所示，转子在定子中偏心放置，转子和定子内腔在某一点相切。在转子的轴线方向上纵向加工出滑片槽，滑片在滑片槽中可自由滑动。当转子旋转后，由于离心力的作用，滑片槽中的滑片会被甩出紧贴在定子的内壁。这样，两个滑片、转子外圆面、定子内壁就形成了一个可随着转子的转动而容积变化的内腔，我们称这个可变化的内腔为基元容积。滑片式空压机正是由这样多个基元容积的变化才能连续的输出压缩空气。
1定子2转子3滑片单工作腔滑片式原理提高PTM天车2055空压机运行稳定性的研究ERC2055空压机本体内部结构％卩所示。
1.空气滤清气2.操作阀3.油箱4.压缩空气室5.转子6.油冷却器7.油过滤器8.油喷嘴9.油泄压阀10.油水分离器11.压缩空气12.聚结过滤器13.防真空阀14.低压备压阀15.安全阀16.回油阀17.进气阀ERC2055空压机内部结构2常见故障现象与原因分析在四川眉山地区相对湿度大，7096%，风力较小，夏天气温高而又潮湿，在电解厂房空气不易流通，空压机安装在行车大梁上，其周围温度就会有50~60°C，而且天车大梁粉尘及电解槽上冒的氟化物腐蚀气体较多，对PTM天车的部件损害较大。空压机经过长时间不停机运转，特别在夏日酷暑期间，频繁出现高温报警停机与电气跳停，严重影响电解正常生产。常见故障现象与原因有：2.1故障现象：空压机高温引起的跳停2.1.1工作环境分析外部环境相对恶劣，环境温度过高，在四川眉山地区夏日平均温度28°C，电解车间厂房保温结构设计，电解槽在正常生产槽温在850~900°C，会产生大量的热向空中辐射，在电解槽上方运行的PTM天车上周围温度比环i温度要1 25~35，即53~63°C.滑片式空压机运转又会产生大量热量，并是靠油浴润滑与冷却，过热润滑油经过油冷却器冷却，散发到周围空气中，正常运转下空压机相对其周围温度温升是30°C左右，故空压机正常运行时空压机本体温度是在8393°C之间。
2.1.2运行设备分析在空压机刚刚启动的时候，空压机当中的润滑油往往温度较低，或者说温度通常情况下都低于润滑油*佳工作温度的下限，这时候就需要将润滑油的温度尽快提高以避免润滑油长时间在低温下运行。当润滑油的温度低于旁通阀所设定的温度的时候，润滑油不经过冷却器直接通过油过滤器进入压缩腔快速循环，由于空压机会产生大量的热量的原因，润滑油会在很短时间内温度升高。当温度达到温控旁通阀所设定的温度的时候，切断旁路，让润滑油进入冷却器进行冷却，使得空压机的温度保持在一个合理的范围之内。由于弹簧的作用，温控旁通阀的开启和关闭是一个循序渐进的过程。滑片式空压机的润滑油的循环路径见。
润滑油循环路径由可知，当空压机某一环节出现问题，或某一部位出现故障，空压机温度就会超过运行温度，而引起高温报警或超高温报警连锁动作停机。多年运行观察发现有如下原因引起空压机高温运转：（1）油冷却器降温功能下降；可从油冷却器进出口油管温差进行判断，正常情况下温差在13~18°C之间，低于13°C时说明油冷却器冷却效果不能满足空压机正常运转要求。此时要检查油冷却器上粉尘与油泥是否太多，要及时清理干净，其次是管道里积垢太多堵塞油路，单位时间冷却的润滑油要减少，降温的幅度就满足不了要求。
（2）温控旁通阀故障，引起空压机运行温度不正常。
提高PTM天车2055空压机运行稳定性的研究1压缩腔2油滤3温控旁通阀4冷却器5旁路温控旁通阀原理图②温控旁通阀滑动阀芯上有一个感温探头，由探头来控制阀芯的通断，判断温控旁通阀开启温度在70±10丈内；长期使用后探头功效降低，不能在正常温度点动作，使得从空压机本体出来的带热润滑油不能或全部通过油冷却器冷却直接回到空压机本体，使得空压机温度无法得到有效控制；③带有杂质的润滑油经过温控阀时卡死滑动滑芯，使得阀芯不能完全闭合，有部分油直接通过旁路到本机，冷却效果不佳。
（3）电控系统故障，如温度探头假报警，温度继电器与断路器高温环境下故障误动作引起的超高温度、强腐蚀气体环境下运行，风冷却器易受氟化氢气体腐蚀穿孔跑风，目前个风冷只能用4至8个月，并且不太稳定，大大增加维护的成本。
2.2.2运行设备分析电控系统、检测设备本体故障。粉尘过多进入，卡死阀芯。进气过滤器与管路密封不严，进入空气粉尘过多，进入空压机控制系统，目前发现伺服阀与泄载阀的阀芯*易卡死。密封失效，使阀芯窜气，不能正常动作。产出的压缩空气含水较多，除水效率降低。风冷散热器冷却管壁内易结垢，其次铝合金翅片聚集了粉尘与油泥，散热效果不好。汽水分离器故障，不能正常排水动作。风冷散热器易受腐蚀穿孔，使用寿命短。
3改进措施通过几年的跟踪摸索认为，为适应本地区高温、高粉尘、高腐蚀、湿度大环境下ERC2055空压机平稳运转，对空压机几项功能件进行改进。
跳停与报警；（4）油泄压阀片脱落，油泄压阀是在空压机起动时将定子腔内过多的润滑油排出腔外。若油泄压阀片脱落，压缩的空气会进入压缩腔二次压缩，空压机负荷增大，产生更多的热量，冷却系统无法冷却掉过多的热量，使空压机温度无法控制下来。
（5）润滑冷却油失效。空压机的润滑油不仅润滑各运动部件，如高速转动的转子轴颈与滑片，而且冷却压缩过程中产生大量的热能，如摩擦副相对高速运动产生摩擦热与空气被压缩时产生的热能。待压缩的空气中含有大量的粉尘、水份及腐蚀的氟化氢、二氧化硫气体，对润滑油影响较大，使润滑油失效。润滑油失效后对相对运动副未形成油膜，相对运动摩擦产生热量增高，而且冷却效果降低，使得空压机运转时温升过高。
2.2故障现象二：空压机运行不能正常加载与卸载2.2.1工作环境分析环境因素待加工的空气湿度大，并含有大量的氟化氢腐蚀气体，不利于润滑没寿命的延长，压缩空气中的偏酸性的冷凝水加快对换热器、管路的腐蚀；空压机本身部件不适应高粉尘、高环境温度、高湿3.1调整温控阀参数重新设定与改进温控旁通阀开启温度在70±10丈内，长期使用后探头功效降低，不能在正常温度点动作，使得从空压机本体出来的带热润滑油不能或全部通过油冷却器冷却直接回到空压机本体，使得空压机温度无法得到有效控制；结合四川本地气候条件，空压机所在PTM天车大梁上，特别是夏天*小都是53以上，冬天时也有30以上，因此在夏天可以对温控旁通阀进行调整，使之直处于开启状态，经过夏天实验，通过此方法解决了由于温控旁通阀故障而引起的高温报警。现5台PTM天车空压机在炎炎夏日时均进行此类屏蔽，效果明显。
3.2改进与提高风冷散热器使用寿命原油冷与风冷是做成一体的，但在使用过程中，风冷的使用寿命短，6~12个月，一直是较为突出的问题，而油冷的寿命要长得多，2年以上。因此为节约备件成本，将油冷与风冷分体式制作，经常性更换风冷而不去动油冷。风冷寿命低的原因，因经分析认为，在电解铝的特殊环境中，由于空气中含有氟化氢、二氧化硫等酸性气体，这些气体会溶解在冷凝水中呈提高PTM天车2055空压机运行稳定性的研究弱酸性，对换热器和管路的影响主要是造成腐蚀泄露，特别是铝制翘片式换热器。因此在空压机的设计中提供两种解决方案，种是对铝制翘片式换热器进行内部防腐处理，这种处理能适当的延长换热器的寿命，大约增加1/3的寿命。但是由于在实际的操作中其防腐处理的质量较不稳定，因此可能会出现换热器的寿命反而下降的情况。第二种方法是将压缩空气换热器更换为耐腐蚀材质，如不锈钢材质可以显著的增加换热器的寿命，一般的设计中该换热器的寿命不低于2年，但是这种换热器的初期投资较大，而且不锈钢材质导热系数低于铝合金，单位面积换热量较低，因此为达到相同的换热效果，不锈钢材质换热器制作尺寸大而笨重，而且需单独配套一台冷却用风扇进行换热。虽然这样会增加投入的成本，却对提高换热效率，提高产出的压缩空气质量，增强空压机运行可靠性，是有必要的。
3.3增大进气过滤器容尘量与增加自动除尘装置目前使用进气过滤器使用寿命短，增加日常维护的工作，每日对粗细进气滤芯进行吹扫，滤芯更换周期为两周，不适合电解铝的重粉尘环境下使用。选择了严格的空气过滤系统，但是在日常的维护保养中，保证空气过滤系统的高效工作非常重要。根据与英格索兰相同使用用途的空压机进行对比发现，英格索兰空压机进气过滤器增加预处理过滤器并装有自动抽吸排尘装置H，如。
自动排尘装置为适合铝厂高粉尘的工作环境下工作，压缩机吸入口采用超大滤芯设计，四重过滤，首先经过盘式粗滤器，然后经过装有自动抽吸排尘装置的旋风式除尘器，*后经过空滤芯，多重过滤。并且适当增大过滤器的体积尺寸，提高过滤的容尘量，会延长过滤系统的维护周期，从而延长了空滤芯、主机、油滤芯的使用寿命。
4结论提高ERC2055空压机在高温重粉尘强腐蚀环境下的运行稳定性是保障电解PTM天车可靠运行的基础条件。因此做好以下几个方面的工作对提高空压机运行稳定性起着重要作用：（1）在电解铝的重粉尘环境下，做好空压机的曰常维护保养，重点保证空气过滤系统与润滑系统的高效工作，必要时适当增加空压机维护保养的频次。
（2）空压机高温引起的跳停，空压机运行不能正常加载与卸载等故障是空压机*易出现的问题，使用正确的检测方法，按由简到难的流程与步骤进行判断，准确地处理各类出现的故障。
（3）针对本地区高温、高粉尘、高腐蚀、湿度大环境下ERC2055空压机运行特点，针对性提出改进办法，如调整温控阀参数，改进与提高风冷散热器使用寿命，以及增大进气过滤器容尘量与增加自动除尘装置，会更好地提高ERC2055空压机运行稳定性。
