螺杆式空压机出口露点异常现象分析及处理

迟百川

（国家管网集团榆济管道有限责任公司，山东济南 250101）

0 引言

空压机是气压发生装置，将机械能转换为气体压力能的转换设备[1]。某天然气增压站采用Atlas GA90 型螺杆式空压机[2-3]，用于提供离心式压缩机组的隔离气、电机的正压通风气体、电动阀门的驱动气体。正常运行时，空压机的出口露点在-30 ℃以下，但该空压机组在实际运行中，出口露点持续升高，与实际要求数值相差甚远，如不及时解决，相关设备将无法安全、平稳、可靠运行，且使用寿命也会大大降低。

下面将从环境、露点仪、空气吸入通道、干燥机等4 个方面进行分析，总结出可能导致该异常现象的原因。

1 出口露点异常分析

空压机仪表显示出口露点数值如图1 所示，可以看出与要求值-30 ℃以下相差甚远，相关设备的运行存在很大安全隐患。

图1 空压机仪表显示出口露点数值

1.1 环境因素

空压机吸入空气的温度、湿度将直接影响出口露点。吸入空气温度越高、含水量越大，出口露点也越高。现场空压机房温湿度表将近30 ℃，且相对湿度较低（图2）。同时，空压机顶部换热口处于关闭状态，因此可排除环境因素对露点的影响（图3）。

图3 空压机顶部换热口

1.2 露点仪因素

现场露点仪探头的作用是测量空压机出口水露点，虽然单位是摄氏度（℃），但实质是压缩空气的含水量（图4）。因此测量露点实际上就是测量空气中的含水量[1]。经过现场实际调节及对露点仪的检查，均未发现异常，因此排除露点仪的因素（图5）。

图4 现场露点仪探头

图5 现场露点仪调节方式

1.3 空气吸入通道因素

空气吸入通道如图6 所示，包括进口海绵、空气滤芯、冷却系统填料底端。空压机长期运行，大量有害杂质，如空气中的固体颗粒、水分等，将残留在吸入通道，如不及时清理将影响出口露点。现场检查并对其进行清理后，出口露点有所降低，但变化不大，因此该因素并非主导因素。

图6 空压机空气吸入通道

1.4 干燥机因素

无热再生吸附式压缩空气干燥机[4]是空压机干燥系统的主要设备，由罐体、干燥剂、扩散器、气动薄膜阀、电磁阀、对夹式止回阀和控制器等部件组成（图7）。它是一种利用多孔性固体物质（活性氧化铝）表面的分子力来吸取气体中的水分，从而获得较低露点温度、更干燥、洁净气体的净化设备。

图7 干燥机运行流程

（1）控制器。如果干燥机控制器设置错误或出现故障，将影响干燥机吸附再生的比例、时间及运行状态和效果，直接导致出口露点变化。经检查未发现异常。

（2）相关阀门。如果其中某个阀门由于故障或其他原因导致不动作或动作不彻底，将导致吸附再生罐工作效果不佳，水气无法全部排出，直接导致出口露点变化。经检查，再生气量调节阀开度适合，气动薄膜阀、电磁阀工作正常，止回阀无异常。

（3）扩散器。扩散器堵塞，将导致再生性能下降，影响出口露点。扩散器清理内部灰尘较多，重新清理后进行回装（图8）。

图8 扩散器清理

（4）过滤器。过滤器的作用是过滤压缩空气的油雾、水雾，增强吸附再生效果，延长干燥剂的使用寿命。过滤器的个别滤芯出现轻微变形情况，内部粉尘较多，已失去过滤效果，更换后进行回装（图9）。

图9 过滤器检查

（5）浮子式自动排水器。安装在前置过滤器底部，用于收集油、水混合物并及时排出。如果出现故障，将导致过滤器失去效果，影响吸附效果，导致出口露点变化。浮子式自动排水器现场运行状况如图10 所示，可以看出自动排水器内部堵塞严重，已无法自行排污，更换后进行回装。

图10 浮子式自动排水器现场运行状况

（6）干燥剂（活性氧化铝）。干燥剂的质量直接影响着出口露点[5]。检查发现，活性氧化铝的表面呈淡黄色，中毒失效严重，对其进行整体更换（图11）。

图11 活性氧化铝检查

启动空压机进行为期5 d 的测试，试运后的空压机出口露点如图12 所示，符合空压机的运行要求。

图12 试运后的空压机出口露点

综上所述，该故障的原因是：空压机组长时间运行，吸入油水混合物较多，浮子式自动排水器积液过多，无法及时排除，导致干燥机前置过滤器过滤效果急剧下降，失去过滤作用。油水混合物进入吸附再生罐中，致使其中活性氧化铝中毒失效，进而导致出口露点过高的异常现象。

2 后期运行建议

（1）干燥剂（活性氧化铝）的使用效果与温度有关，冷却后的压缩空气温度在40 ℃以下时活性氧化铝的吸附效果最佳，因此除正常的保养外，还要根据现场实际情况对空压机进、排气通道等相关部位进行清理，保障进入吸附再生罐气体的温度。

（2）干燥剂（活性氧化铝）使用年限在2～3 年，特殊的工作环境需每年更换一次。质量差的氧化铝颗粒，包装简陋、大小不均（要求直径3～5 mm）、手感粗糙、密度较大、粉尘较大、硬度不达标、更换周期频繁，对设备、滤芯、露点有影响。综合成本、露点等因素，建议后期采购原厂的活性氧化铝。

（3）干燥剂（活性氧化铝）储存时，即使包装较严密也会吸附空气中的潮气，影响吸附效果。因此更换活性氧化铝完成后，建议启空压机测试运行3～7 d，活性氧化铝才能发挥出最好效果。

（4）空压机长时间低压运行（压力小于5 bar，即小于0.5 MPa），压缩空气中的含油量会变大，使油雾分离器滤芯的使用寿命减少。建议空压机启动初期尽量减少无关设备使用压缩空气，待压力大于5 bar 时再逐步投用其他设备。

（5）空压机夏季运行时，可通过排风扇等设备保持室内通风良好，温度控制在30 ℃左右；冬季运行时，应保证室内温度高于0 ℃，可通过调节空压机顶部排风口将一部分热空气反吹到室内，同时应根据气候的变化改变排水频次及排水时间。

3 结束语

作为生产过程中不可或缺的设备，空压机在石化行业的作用至关重要。针对螺杆式空压机在运行过程中出口露点异常的问题，本文进行了详细分析，归纳出4 个大类的可能因素，逐一排查后，确定了主导因素并启机测试。最后，对空压机组后期的运行提出了5 条可行性建议，以获得较低露点温度、更干燥、更洁净的压缩气体，进而为其他相关设备的安全、稳定、长周期、满负荷、优良运行奠定良好的基础。