Система охлаждения винтовых воздушных компрессоров служит «ядром контроля температуры» для стабильной работы оборудования. Его функция заключается в быстром рассеивании тепла, выделяющегося при сжатии, обеспечивая поддержание температуры масла и температуры нагнетания в безопасных пределах (обычно температура масла ≤85 °C, температура нагнетания ≤100 °C). Сбой в работе системы охлаждения может привести в лучшем случае к увеличению энергопотребления и ухудшению качества смазки, а в худшем — к отключению при высоких температурах и сокращению срока службы хост-блока. Поэтому научное сопровождение имеет важное значение для пользователей:

I. Необходимость обслуживания системы охлаждения (зачем ее обслуживать?)

Основной функцией системы охлаждения является «рассеивание тепла», производительность которого напрямую влияет на эффективность работы, срок службы и безопасность воздушного компрессора. Потребность в техническом обслуживании проявляется в следующих пяти измерениях:

1. Поддержание эффективности рассеивания тепла для предотвращения перегрева оборудования

Накопление пыли на радиаторах с воздушным охлаждением уменьшает площадь теплообмена, снижая холодопроизводительность более чем на 50%.

Ежегодное техническое обслуживание

Замените охлаждающую жидкость (закрытая система): Если используется антифриз, проверьте температуру замерзания (должна быть как минимум на 5°C ниже местной минимальной температуры). Если температура замерзания поднялась или жидкость помутнела, полностью слейте воду и замените на новый антифриз.

Обслуживание подшипников водяного насоса: Разберите корпус насоса, чтобы проверить износ подшипника. Замените смазку (смазку на основе лития, заполняющую от 1/2 до 2/3 полости подшипника).

Комплексное испытание давлением: Проведите испытание давлением 0,6 МПа для всей системы водяного охлаждения. Выдерживайте давление в течение 30 минут. Допустим перепад давления ≤0,05 МПа. В противном случае найдите и устраните утечки.

Налет накипи на 1 мм в трубах системы с водяным охлаждением снижает эффективность теплопередачи на 20-30% (теплопроводность накипи составляет всего 1/50 металла).

Insufficient cooling causes oil temperature and exhaust temperature to surge. When exceeding safety thresholds (e.g., exhaust temperature >110°C), the equipment triggers protective shutdown. Prolonged overheating causes lubricant failure (oil film breakdown) in components like rotors and bearings due to high temperatures, leading to wear, cylinder seizure, or even rotor lockup.

2. Предотвращение коррозии и утечек для обеспечения целостности системы

В системах с водяным охлаждением плохое качество воды (например, высокое содержание кислорода или аномальный уровень pH) может вызвать коррозию (электрохимическую или химическую) в трубах охладителя и стенках радиатора, образуя отверстия или трещины, которые приводят к утечкам.

В системах с воздушным охлаждением остатки масла и влагосодержащая пыль на поверхностях радиаторов могут образовывать вязкие отложения, ускоряя окисление и ржавление металлических ребер, что еще больше снижает площадь рассеивания тепла.

3. Продление срока службы основного компонента

Отказ системы охлаждения косвенно ускоряет износ критически важных компонентов:

Высокие температуры приводят к снижению вязкости смазочного материала, ослабляя смазку и ускоряя фрикционный износ подшипников, шестерен и других деталей;

Чрезмерно высокие температуры выхлопных газов ускоряют старение фильтрующих элементов сепаратора нефти и газа (высокие температуры приводят к тому, что фильтрующие волокна становятся хрупкими), снижая эффективность фильтрации. Это приводит к избыточному содержанию масла в сжатом воздухе и увеличивает частоту замены масляно-газовых сепараторов.

4. Обеспечение качества сжатого воздуха

Конечная температура сжатого воздуха напрямую связана с системой охлаждения: если охлаждение недостаточно, а температура на выходе чрезмерно высока (например, превышает 100 °C), воздух, поступающий в осушитель, значительно превысит его расчетный диапазон обработки. Это делает процесс сушки неэффективным, что приводит к скачкам содержания влаги в сжатом воздухе.

Влажный сжатый воздух может вызвать коррозию и засорение конечного оборудования (например, пневматических клапанов, прецизионных приборов) и даже повлиять на качество продукции (например, в электронной и пищевой промышленности).

5. Снижение энергопотребления и эксплуатационных расходов

Снижение эффективности охлаждения запускает «цепную реакцию повышенного энергопотребления» в воздушных компрессорах:

Высокие температуры снижают плотность воздуха (уменьшается масса на объем), заставляя компрессоры потреблять больше энергии для достижения номинального расхода воздуха (расход воздуха уменьшается примерно на 2% на каждые 10°C);

Частые отключения из-за перегрева вызывают скачки напряжения при перезапуске в 3-5 раз превышающие номинальный ток, значительно увеличивая потребление электроэнергии;

Затраты на устранение неисправностей значительно превышают затраты на регулярное техническое обслуживание (например, замена охладителя стоит в 5-10 раз дороже, чем годовое техническое обслуживание).

II. Методы технического обслуживания систем охлаждения (с воздушным и водяным охлаждением)

Системы охлаждения винтовых воздушных компрессоров в основном делятся на системы с воздушным охлаждением (с использованием вентиляторов для принудительного воздушного охлаждения) и с водяным охлаждением (с использованием циркуляционной охлаждающей воды для рассеивания тепла). Их структура отличается, соответственно различаются и методы обслуживания.

(i) Техническое обслуживание системы с воздушным охлаждением

Основные компоненты: радиатор с воздушным охлаждением (оребренный теплообменник), охлаждающий вентилятор (осевой или центробежный), воздуховоды, воздушный фильтр.

Цели технического обслуживания: Устранение препятствий с поверхностей радиатора, обеспечение правильной работы вентилятора и поддержание беспрепятственного потока воздуха.

Ежедневный осмотр (Daily)

Проверьте, находятся ли показания приборов «температура выхлопа» и «температура масла» в пределах нормы (температура выхлопа ≤ 100°C, температура масла ≤ 85°C);

Прислушивайтесь к нештатным звукам работы вентилятора (необычно громкие звуки, заикание), осматривайте лопасти вентилятора на предмет деформации или трещин;

Проверьте, не покрыта ли поверхность радиатора заметной пылью, ворсом, листьями и т.д. (особенно возле впускной стороны).

Регулярная уборка (регулируйте в зависимости от окружающей среды; обычно один раз в неделю или каждые 2-3 дня в пыльных/тяжелых условиях)

Очистка поверхности радиатора:

Используйте сжатый воздух со скоростью 0,4-0,6 МПа для продувки от «внутренней стороны к внешней» радиатора (избегайте обдува снаружи, чтобы предотвратить попадание пыли вглубь ребер);

Если присутствует масляное загрязнение (например, из-за близлежащего масляного тумана) и очистка на месте невозможна, снимите радиатор для очистки. Сначала распылите нейтральное моющее средство, оставьте на 5 минут, затем промойте водяным пистолетом высокого давления (давление ≤0,8 МПа, расстояние ≥30 см). Наконец, высушите сжатым воздухом, соберите и проверьте, чтобы убедиться в отсутствии утечек масла.

Внимание: Не царапайте ребра твердыми предметами (например, проволочными щетками), чтобы предотвратить деформацию (которая может заблокировать каналы воздушного потока).

Очистка вентилятора и двигателя:

Сдуйте пыль с лопастей вентилятора. Осмотрите вентиляционные отверстия системы охлаждения корпуса двигателя на предмет засоров (очистите их небольшой щеткой).

Проверьте защитный кожух вентилятора на надежное крепление и повреждения (чтобы предотвратить попадание посторонних предметов на лопасти).

Ежемесячный осмотр

Осмотрите приводной механизм вентилятора (если он с ременным приводом): проверьте натяжение ремня (прижмите центр ремня; отклонение должно составлять 10-15 мм), осмотрите на наличие трещин или следов проскальзывания; Если двигатель с прямым приводом, проверьте подшипники двигателя на предмет аномального шума и при необходимости пополните смазку.

Проверьте герметизацию воздуховодов: осмотрите соединения между воздуховодами, радиаторами и вентиляторами на наличие зазоров (ремонт с помощью герметика) для предотвращения «короткого замыкания воздушного потока» (воздух в обход радиатора).

Use an infrared thermometer to measure the temperature difference between radiator inlet and outlet (normal ≥15°C; if <10°C, insufficient cooling efficiency indicates priority cleaning or inspection is needed).

Ежегодное техническое обслуживание

Снимите радиатор и отремонтируйте погнутые плавники с помощью специализированной расчески для плавников (для деформированных плавников);

Проверьте сопротивление изоляции электродвигателя вентилятора (с помощью мегаомметра, ≥2МОм) для предотвращения утечки электрического тока;

Замените устаревшие ремни вентилятора (даже если видимых повреждений нет, рекомендуется замена через 2 года использования).

(II) Техническое обслуживание систем с водяным охлаждением

Основные компоненты: водяной охладитель (кожухотрубный или пластинчатый теплообменник), циркуляционный насос, резервуар для воды (или градирня), фильтр (фильтр для воды), водопровод, клапаны, термостатический клапан.

Цели технического обслуживания: Контроль качества воды (предотвращение образования накипи и коррозии), устранение засоров в трубопроводах, обеспечение беспрепятственной циркуляции воды, поддержание эффективности теплообмена.

Ежедневный осмотр (Daily)

Проверьте, находятся ли «давление воды на входе» (нормальный диапазон 0,2-0,4 МПа), «температура воды на выходе» (≤45°C) и «температура масла» (≤85°C) в пределах нормы;

Проверка на герметичность в местах соединения труб (фланцы, клапаны, стыки);

Следите за уровнем воды в баке (для закрытых систем) или уровнем воды в градирне (для открытых систем). Долейте воду, если ее мало (используйте умягченную воду или деионизированную воду; никогда не добавляйте воду из-под крана напрямую).

Еженедельное техническое обслуживание

Фильтр чистой воды: закройте клапаны до и после фильтра, снимите картридж фильтра и промойте чистой водой (если используется бумажный картридж фильтра, рекомендуется замена);

Проверьте работу водяного насоса: прислушайтесь к ненормальным шумам, проверьте температуру корпуса насоса (≤70°C), осмотрите уплотнения на наличие утечек;

Осмотр градирни (открытая система): Удалите плавающий мусор (листья, пластик и т. Д.), Обратите внимание на наличие поврежденного или покрытого накипью материала (промойте или замените, если он забит), проверьте работу вентилятора градирни (тот же метод, что и при осмотре вентилятора с воздушным охлаждением).

Ежемесячное техническое обслуживание

Проверка качества воды:

Проверьте pH с помощью тест-полосок (следует поддерживать в пределах 7-9; кислые условия способствуют коррозии, щелочные условия способствуют образованию накипи);

Твердость теста (концентрация ионов кальция и магния ≤50 мг/л; при превышении добавьте ингибитор солеотложений);

Проверьте мутность (≤10NTU; замените воду или фильтр в случае превышения);

Проверьте клапан регулировки температуры (для регулирования расхода охлаждающей воды): вручную проверьте работу сердцевины клапана на плавность (отключение питания, отсоединение труб, нажимной сердечник клапана — должен свободно перемещаться без залипания). Если застряло, разобрать для чистки или замены;

Осмотрите опоры труб: Проверьте наличие ослабления или коррозии. Немедленно затяните или удалите ржавчину и перекрасьте.

Ежеквартальная / полугодовая глубокая чистка (в зависимости от серьезности накипи)

Внутреннее удаление окалины для кожухотрубных или пластинчатых охладителей:

Химическая очистка: слейте воду из системы, закройте впускные/выпускные клапаны, впрыскайте средство для удаления накипи через входное отверстие, циркулируйте в течение 2-4 часов (поддерживайте 40-50 °C для ускорения реакции), затем промойте 3-5 раз чистой водой до нейтрального pH;

Физическая очистка: Для удаления стойкой накипи промойте сторону трубки струями воды под высоким давлением (давление 10-20 МПа) после снятия торцевых крышек охладителя или используйте специализированные очистители труб;

Пластинчатые охладители требуют разборки для очистки: ослабьте зажимные болты, снимите пластины и потрите поверхности мягкой щеткой, смоченной в нейтральном моющем средстве (избегайте царапин на уплотнительных поверхностях). Осмотрите прокладки на предмет старения или повреждений и своевременно замените.

Ежегодное техническое обслуживание

Замените охлаждающую жидкость (закрытая система): Если используется антифриз, проверьте температуру замерзания (должна быть как минимум на 5°C ниже местной минимальной температуры). Если температура замерзания поднялась или жидкость помутнела, полностью слейте воду и замените на новый антифриз.

Обслуживание подшипников водяного насоса: Разберите корпус насоса, чтобы проверить износ подшипника. Замените смазку (смазку на основе лития, заполняющую от 1/2 до 2/3 полости подшипника).

Комплексное испытание давлением: Проведите испытание давлением 0,6 МПа для всей системы водяного охлаждения. Выдерживайте давление в течение 30 минут. Допустим перепад давления ≤0,05 МПа. В противном случае найдите и устраните утечки.

III. Меры предосторожности при техническом обслуживании

Перед выполнением технического обслуживания машина должна быть выключена, отключено питание и сброшены все системные давления (включая давление в системе охлаждения и внутреннем воздушном компрессоре), чтобы предотвратить возгорание или выброс среды.

При очистке систем с воздушным охлаждением в средах с экстремально высокой концентрацией пыли (например, на цементных заводах, в деревообрабатывающих цехах) рекомендуется установка «фильтра предварительной очистки» (например, фильтра жалюзийного типа) для уменьшения засорения радиатора.

Системы с водяным охлаждением не должны использовать речную или колодезную воду (содержащую ил и микроорганизмы) непосредственно в качестве охлаждающей среды. Вода должна пройти умягчающую обработку (или использовать замкнутую систему + антифриз).

Требуется опытная эксплуатация после технического обслуживания: запустите воздушный компрессор и понаблюдайте, постепенно ли температура падает до нормального диапазона (например, температура масла повышается от комнатной температуры при останове до стабильного значения в течение 30 минут и ≤85 °C). Убедитесь в отсутствии утечек перед возобновлением нормальной работы.

Заключение:

Техническое обслуживание систем охлаждения винтовых воздушных компрессоров представляет собой важнейшую стратегию «малые инвестиции, большая отдача»: регулярная очистка, осмотр и техническое обслуживание сохраняют эффективность рассеивания тепла, предотвращают перегрев оборудования, продлевают срок службы, обеспечивают качество воздуха при одновременном снижении энергопотребления и рисков отказа. На практике частота технического обслуживания должна регулироваться в зависимости от метода охлаждения (воздушное/водяное охлаждение) и условий окружающей среды (пыль, влажность, качество воды и т. д.), чтобы обеспечить стабильную работу системы с максимальной производительностью.