1、问题提出：
4L-20/8型空压机是常用的气动机械。根据现场使用表明，新购进或大修后的空压机可以达到技术要求，经过一段时间连续运行、中小修以后，一般易产生排气温度接近或超过160℃，润滑油耗也随之大幅度增加，机组振动噪声逐渐增大。在此状况下运转危害极大：
(1)在气缸、活塞、排气阀、贮气缸和排气管进口处形成积炭。这是由于气缸内空气压缩时摩擦而产生的热量，当温度高于40℃时，润滑油蒸发和加速氧化而形成的酸、沥青等沉淀物与空气中尘埃结合后形成的焦渣所致。它在气缸内高温、高压的作用下，易引起燃烧和爆炸，造成机毁人亡的重大事故。
(2)加速气缸、活塞和气阀的磨损。由于阀座、阀片产生的积炭使其密闭不严，吸气时将刚排出的高温空气又吸入气缸，使排气温度升高，阀片、气阀弹簧在高温作用下，加速膨胀变形。在快速吸、排气时，猛烈地冲击阀座，使阀片、气阀弹簧、阀座磨损加剧，降低这些零件的使用寿命，减少机组出力。
(3)缩短机组检修周期。排气温度接近或超过160℃继续运行时，会造成机体和各部件热度升高，严重时可能“拉缸”，损坏气缸，引起机体发生异常振动和噪声。
(4)4L-20/8型空压机曲轴箱与气缸串油。因填料函、刮油环和回油孔设计结构有缺陷，致使曲轴箱的润滑油窜过填料函而进入气缸，随压缩空气带走。如4L-20/8型空压机曲轴箱耗油量平均达到3.93kg/h，超过定额油耗的7倍多。除浪费油料外，还可能因失油过多，造成曲轴颈与连杆瓦干摩擦而导致重大设备事故。
2、原因分析：
(1)空压机安装地点环境恶劣。机房通风不良、空气污浊、混有大量尘埃杂物，环境温度高于30℃以上等，致使空压机吸入大量尘埃;当吸入的空气温度接近或超过40℃时，与气缸内机件摩擦而产生的金属微粒、污物相混杂，增大活塞与气缸壁的摩擦阻力，引起气缸发热、温度升高，加速机内积炭的形成，并在高温压缩空气作用下，使积炭加速氧气放热，导致排气温度接近或超过极限值。
(2) 润滑油质、注入油量不符合要求。有些润滑油的条件粘度>3.50°E(恩氏度)或闪点<215℃，油中残炭、杂质也高于规定标准，加速机组内主要部件积炭的产生;操作工不按规定加油，油料不足会引起活塞与气缸壁加剧摩擦，使排气温度升高。注油过多，不仅是浪费，而且会使气缸内迅速产生积炭，严重时可能引起缸体爆炸。
(3)供水系统发生故障或冷却水质差，碳酸盐硬度大。因冷却水进入管路过滤装置损坏；水中杂物堵塞了循环水管或中间冷却器的部分管道，使机给冷却水供给不足；水质硬度过大，使中间冷却器和气缸水套结垢，降低热传导效能。
(4)机组主要部件自然磨损超过极限值后，未及时修理或更换；I、Ⅱ级气阀维修后装配不密封；活塞往复运动的上、下死点与气缸座、缸盖的间隙不符合规定等，都可能引起排气温度过高。
(5)因空压机使用多年，刮油环内孔磨损大，还会出现拉伤失圆等等，都会影响刮油效果。如果活塞杆段往复一次带走一滴油，每运转8h就会带走6 kg机油;加之原设计回油孔小、位置较高，回油阻力大，刮油环刮下来的机油不能迅速回到曲轴箱内，是造成油耗过高的根本原因。
3 治理与改进措施：
(1)改善机房的工作环境，确保足够通风，使吸气温度小于40℃。对使用的金属网过滤器，每使用1~3个月清洗或更换一次，而当空气滤清器阻力超过25~35 mmH2O时，就应当清洗或更换。一般用苏打水溶液洗涤后，用热水洗净晾干，再浸入60℃的20#机油中，取出晾挂1h即可使用。 有条件的企业，还可采用ZKSG型组合空气消声器，除尘效果更佳。它不仅具有滤尘效率高、噪声低的优点，而且可将吸气口噪声降低10~20dB。
(2)改进冷却水供给系统，使冷却水质符合要求。应采取如下几项措施：
(a)安装冷却水停水自动断电保护装置。
(b)对冷却水进行软化处理。空压机连续运转对冷却水要求应为中性，即pH值在6.5~9.5范围内；冷却水一般应送化验室进行分析化验，当水中碳酸盐硬度>6时，应进行软化处理。
经过采用多种处理软化方法的比较，认为采用六偏磷酸纳(NaPO3)处理冷却水，方法简单易操作。按水的碳酸盐硬度，加入适量的六偏磷酸纳；对硬度在9~16度的水，每升加入1g；对16度以上的，每升加入1.5~2g。其他化学反应使冷却水中的碳酸盐分解为溶解性复盐，呈稳定状态。使pH值控制在7左右。
(3)按时对气缸水套、中间冷却器进行清洗。常用酸洗法清洗。将冷却水放出，加入5%的HCl溶液，依据水垢的厚度和硬度而定，使HCl溶液放掉，再加入NaCO3溶液(101水溶0.3~0.5kg)清洗，以消除残留的HCl溶液。
(4)按厂家规定调整活塞行程上、下死点余隙。
(5)严格按检修周期对机组实行计划性检修和保养。4L~10/8型空压机一般连续运行800~1000 h应进行小修，运行2500~3000 h应进行中修，运行6000~7000 h应预以大修，重新测定调整各个参数，对主要部件的维修应符合维修质量标准。
(6)对4L-20/8型空压机曲轴箱与气缸窜油，可采取如下改进措施：
(a)在十字头与活塞杆连接的螺母处，增一钢质形挡油板，使曲轴溅起的大量润滑油被挡在十字头一侧，既保证了十字头的润滑，又减少了活塞杆上的油量。
(b)改进回油结构。在填料函下部边缘增设8 mm回油孔，以降低回油孔高度，扩大回油路，减少曲折迂回的摩擦阻力，使刮油环刮下来的机油迅速地流回曲轴箱。
(c)将原三瓣铸铁填料密封环，改为圆形聚四氟乙烯环。原铸铁排列在刮油环左侧(即气缸一侧)，由于采取一系列堵油措施后，填料密封环没有油润滑，如仍用铸铁材料，润滑无法解决。聚四氟乙烯具有自润滑性能，解决了采取堵油措施后产生的新问题。
原文《4L-20/8型空压机排气温度和油耗过高的治理》 作者：甄敬民
