船舶上的空壓機一般為發(fā)動機、各類氣動以及儲氣設備提供壓縮空氣，是非常重要的輔助設備之一，空壓機潤滑油在船舶領域用量非常少，很容易被忽視，但如果空壓機出了問題，一來維修成本比較高，另外也會影響主機的啟動以及其他設備的操作，所以空壓機潤滑的重要性不容小覷?？諌簷C潤滑相比其他主要設備比較特殊，所用的潤滑油類型也比較特別，今天我們就聊一聊空壓機的潤滑。

關鍵詞：類型，成本，排溫，合成油，故障排查

1. 空壓機類型

空壓機一般分為容積式壓縮機和動力式壓縮機兩大類。按結構型式和工作原理，容積式壓縮機又可分為往復式(活塞式、膜式)壓縮機和回轉式(滑片式、螺桿式、轉子式)壓縮機;動力式壓縮機可分為軸流式壓縮機、離心式壓縮機和混流式壓縮機，如下圖1空壓機的不同類型。船舶上用到最多的幾種類型有活塞式空壓機（一般作為主空壓機），螺桿式壓縮機（一般作為應急壓縮機），以及發(fā)動機的透平增壓器，為離心式壓縮機。

圖1：壓縮機的類型

船用壓縮機主要廠家有Tanabe, J.P.Sauer, Yanmar, Sperre, Altas Copco, Ingersoll-Rand, Hamworthy, Hatlapa等，下圖2是Tanabe空壓機。

圖2：Tanabe空壓機

下圖3是發(fā)動機的啟動空氣壓縮系統(tǒng)流程圖。

圖3：船舶啟動空氣壓縮系統(tǒng)

空壓機的總成本一般由以下三部分組成：

能耗成本占大部分（65%）

運行成本包含人工、潤滑、壓縮機冷卻等相關支出（25%）

設備成本包含空壓機購買，安裝，折舊，零件更換等（10%）

其中潤滑成本不容忽視，如能把船上的空壓機潤滑處理穩(wěn)妥，則可以提高空壓機的運行效率，減少故障以及故障引發(fā)的其他損失，從而降低空壓機的總成本。

圖4：空壓機總成本劃分

2. 空壓機的潤滑

2.1 活塞式壓縮機

壓縮空氣時會導致溫度升高，壓縮比越大溫升越高，溫度太高會影響空壓機的效率，所以活塞式空壓機一般會有2 級或多級壓縮，并在各壓縮級之間進行冷卻以控制溫度，來提高壓縮機效率以及降低溫度功耗。一般根據排氣溫度來選擇潤滑油，壓縮氣缸壁由潤滑油來冷卻。如排氣溫度超過180攝氏度則建議使用合成潤滑油以減少氣閥積碳的產生以及其他相關故障。多級活塞式空壓機的排溫參考表如下圖5所示。

圖5：多級空壓機排溫

小型壓縮機一般通過飛濺方式來潤滑連桿和氣缸，其他壓縮機通過油泵泵油來潤滑軸頸軸承、曲軸推力軸承，并通過連桿飛濺進行氣缸潤滑。如下圖6所示的4級活塞式壓縮機潤滑示意圖。

圖6：多級空壓機潤滑示意圖

活塞式空壓機對潤滑油的要求有如下幾項（如下表1所示兩種潤滑油的優(yōu)點）：

粘度等級一般為ISO VG 100或150

高溫穩(wěn)定性（抗高溫裂解和氧化）

抵御積碳的形成（如下圖7所示的不同油品差異）

足夠的水分離能力

防銹性能

高油膜強度

防火性能

表1：活塞式空壓機油特點

圖7：不同油品氣閥沉積物控制對比

2.2 螺桿式空氣壓縮機

船舶應急空壓機多是螺桿式壓縮機，螺桿壓縮機壓縮空氣原理：隨著螺桿前進，潤滑劑會密封空氣，體積間隙減小，從而能夠壓縮空氣。這個壓縮過程是連續(xù)的，如下圖8所示。

圖8：螺桿空壓機工作原理

螺桿式空氣壓縮機的特點：

安裝和操作相對比較經濟

用于需要相對較低壓力的系統(tǒng)，通常為 10 bar或更低

在10 bar或更低壓力時，螺桿壓縮機比往復式壓縮機需要的維護更少

滿載時相對比較節(jié)能

可靠性比較好，易于維修

運行比較安靜

可以在腐蝕性和惡劣的環(huán)境中工作

有時為往復式壓縮機提供一定壓力的進氣

螺桿式壓縮機潤滑油的三大主要作用：冷卻（主要作用）， 密封以及潤滑。

螺桿式壓縮機潤滑油的特性要求：

粘度一般在ISO VG 32至68

良好的熱穩(wěn)定性和氧化穩(wěn)定性

足夠的油膜強度

充分的水分離特性

防銹性和防腐蝕特性

良好的空氣釋放

螺桿壓縮機常用潤滑油MOBIL RARUS SHC 1020系列（合成油）的優(yōu)點如下：

出色的粘度控制

出色的熱穩(wěn)定性以及氧化穩(wěn)定性

出色的油膜強度

優(yōu)秀的水分離性

優(yōu)異的防銹性能以及防腐性能

非常好的空氣釋放

延長壓縮機壽命

延長油品壽命以及減少油耗

提高可靠性以及壓縮效率

下圖9對比了合成油和普通礦物油在各個性能方面的差異，特別是高溫穩(wěn)定性方面。

圖9：螺桿壓縮機合成油和礦物油的比較

2.3 離心式壓縮機

離心式壓縮機如發(fā)動機的透平增壓器，如下圖10所示，其潤滑特點以及具體介紹可以參考【船用設備的軸承潤滑–中】的相關內容。

圖10：發(fā)動機增壓器

3. 空壓機的潛在問題以及潤滑油的普遍癥狀

空壓機的潛在問題有如下幾項：

摩擦：壓縮機頻繁的進氣、壓縮、排氣會產生內摩擦和磨損

熱量：在螺桿式壓縮機中，轉子在啟動時可能會達到高溫，這可能會導致潤滑劑的輕質成分揮發(fā)，從而導致粘度增加

水分：水可能會因冷凝而進入軸承箱并導致磨損

腐蝕：操作期間和關閉時

泄漏：壓縮機系統(tǒng)的氣體損失要求更高的進氣量以維持系統(tǒng)壓力，從而導致更高的使用成本

維護：壓縮機運行的定期檢查溫度和壓力對性能很重要。收集在排放管線中的疏水閥中的油/水，以及接收器應定期排空

一般來說，很少有對船舶空壓機進行取油樣分析的做法，往往是按照固定時間更換油品，但如果潤滑系統(tǒng)比較大，用油量較多，則可以考慮定期取樣化驗，根據化驗結果來決定是否需要更換油品，以有效延長潤滑油的換油間隔，從而減少油品的消耗，具體操作可以咨詢潤滑油供應商。

空壓機油的普遍癥狀一般有如下幾點：

粘度：低于最低粘度意味著不能承載負載 = 故障；高于最大粘度意味著會產生內部熱量= 泄漏和磨損。所以空壓機粘度的選擇比較重要，建議參考空壓機說明書或咨詢潤滑油供應商。

氧化：在連續(xù)再循環(huán)中移動的油會形成小滴或霧，從氣體中吸收熱量。在這些條件下，油會發(fā)生化學變化并形成可溶性以及不溶性產物。不溶性產物可能在油道中以膠質或油泥的形式沉積，它們的積累將限制軸承的供油。所以定期換油或使用合成潤滑油來降低油品氧化造成的問題。

外界雜質污染：空氣呼吸器故障和補充油處理不當會污染油系統(tǒng)，導致部件過早磨損。所以加油時需要額外注意，如系統(tǒng)有過濾裝置則可以減少問題的發(fā)生。

水：水夾帶會降低油的粘度，促進氧化，并引起腐蝕和磨損。建議定期檢查油水分離器的情況。

起泡：氣體進入油系統(tǒng)的機械攪拌會影響潤滑油膜強度。選擇合適的油品以及合理的布局會降低潤滑油起泡的影響。

4. 壓縮機故障排查

空壓機計劃外停機的原因一般有：潤滑（用油不當、污染、磨損等），系統(tǒng)過熱（潤滑、維護不當?shù)龋瑸V器問題等等，具體可按照下表2（主要跟潤滑相關）來進行排查。

表2：壓縮機故障排查表

5. 結束語

以上簡單介紹了空壓機的類型，潤滑特點以及潤滑油的要求，相關潤滑油介紹以及空壓機故障的原因和排查，希望對船舶空壓機的操作和維護起到稍許的參考作用。

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