圧縮機の低温環境下での運転保守

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厳しい冬が訪れ、特に東北地方では屋外の気温がマイナス20度を下回りますが、これは圧縮機にどのような影響を与えるのでしょうか？ 　　ハルビンの冬は厳しく長く、1年のうち約6ヶ月が冬にあたります。冬場の平均気温はマイナス20度を下回り、これは圧縮機の運転やメンテナンスにとって大きな試練となります。一部の企業では圧縮機の本体が室内に設置されており、室内には暖房があるため、特に不快なことはないが、多くの企業では圧縮機が暖房のない冷蔵庫のような場所に設置されている。また、生産現場の隅に設置されているケースもあり、暖房の確保がされていない。 　　黒竜江地方では、ハルビン付近の最低気温はマイナス20度台で、その状態が長期間続きます。さらに北の大・小興安嶺地方に行くと、気温はマイナス40度台にまで下がります。筆者は冬に黒河炭鉱を訪れたことがあり、そこでは地上の圧縮機がすべて暖房のない冷たい倉庫の中にあり、坑内の温度も非常に低く、圧縮機にも暖房のサポートがなかった。これらの場所では、機器が常に稼働しているため内部循環が正常で、人間と同じように血液が絶えず循環し、コンプレッサーは寒い気温のせいで故障することはほとんどありません。しかし、それは寒さが圧縮機に影響を与えないという意味ではありません。逆に、寒さは圧縮機に大きな問題を引き起こす可能性があり、私たちの注意が必要です。 　　通常の圧縮機は運転時の気温に一定の要求があるため、寒冷地や特に野外での作業では、低温に耐えられる専用の圧縮機が必要となります。例えば、チベットでは凍結を防ぐことができる圧縮機が稼働し、使用されている。しかし、通常の状況下では、一般的な圧縮機には凍結防止機能がなく、マイナス10度台の環境でも、ほとんどの圧縮機は正常に動作し続けることができます。この温度は気温が比較的高い南部地域でも見られ、さらにこれらの地域ではコンプレッサーにはほとんど暖房機能がない。 　　一、寒い空気　冷たい空気が圧縮機に入ると、高温によって大量の水蒸気が発生し、これにより圧縮機の後処理での水蒸気フィルタリングの負担が増えます。しかし、圧縮空気の品質にそれほど厳しくない顧客にとっては、圧縮空気中にある程度の湿度があっても問題ありません。実際の生産活動において、後処理装置を持っていない顧客や、後処理装置が正常に動作しない、あるいは使用不能な状態にあるといったケースも存在します。空気はエアバッグに入った後、配管を通って製造エリアに送られ、ユーザーによって使用される。これらの配管には、地中に埋められているものもあれば、地上を通る露出配管もある。寒い天候で明管を設置すると、低温によって水分が発生することがあり、水分が増えることでユーザーの通常の使用に何らかの影響が出る場合もあります。 　　例えば、筆者の会社においては、寒い環境下で圧縮空気の湿度が上昇し、この湿度はアルミ製品を製造する工程に一定の影響を与えます。アルミニウムの表面に湿気が多すぎると、一方で合金の硬度に影響を与え、他方で金属表面が腐食しやすくなり、ある程度の確率で不良品が発生します。最近、当社のスクラップ率が高止まりしています。それは必ずしも寒さや湿気が原因とは限りませんが、湿気が金属表面に腐食を引き起こすことは間違いありません。 　　鉱山では、湿った圧縮空気が作業面における風ハンマーの作用力に影響を与え、その力に変化をもたらすことがあります。この影響は時には無視できる程度で、風ハンマーの通常の使用に支障をきたすことはありません。 　　セメント工場で筆者が見たコンプレッサーは屋外の冷却庫に保管されており、圧縮空気の配管は屋外の高い場所に設置されていた。低温下では通常よりも湿気が多くなるため、セメントの製造に大きな影響はないものの、コンプレッサー自体の寿命は短くなる。 　　食品業界でも、暖房がない状態でコンプレッサーを稼働させる設備を見たことがあります。このような設備はそれほど危険ではありませんが、冷たい空気によってコンプレッサー内のガスの質に微妙な変化が生じます。 　　圧縮機が接する空気は、すべて通風ダクトを通って施設外の通風口から直接取り入れられる空気であり、この空気は寒い冬には新鮮な息吹を持つ反面、水分含有量も非常に高い。 　　二、循環水　北方の圧縮機において、水冷式の圧縮機が使われるのは、一般的に20立方メートル以上のものです。この種の圧縮機は大きな動力供給が必要で、主に大規模や中規模の企業など、ガス消費量が多い工場で使用されています。そして、これらの工場には通常、独自の循環水ポンプステーションがあり、関連する水を自ら処理できるため、冷却水を繰り返し利用して水資源の無駄遣いを防ぐことができる。 　　循環水を利用している企業では、一般的に多くの工程で循環水が共有されており、圧縮機での使用はそのごく一部に過ぎません。循環水が圧縮機部を通過する際、温度は水質と大きく関係しています。冬場は、循環水の温度が夏よりも大幅に下がるため、圧縮機の冷却効果に大いに役立ちます。夏には水温が高く、一部のコンプレッサーでは冷却のために電動ファンを稼働させる必要がありますが、冬になるとこのような現象は自然となくなります。 　　循環水は一般的に地下の配管を流れ、配管や井戸の温度は非常に低いものの、配管が凍り壊れることはない。したがって、通常、循環水配管は寒い天候で故障することはありません。また、一般的に循環用水の配管は太くなっており、たとえ排水であっても温度は通常20度から30度程度で、ある程度の厳しい寒さに耐えることができます。 　　循環水は寒さのために配管が凍り壊れる可能性は低く、冬場は外気温が低いため冷却効果が夏よりも良くなる。また、循環水は冷却塔を通過する部分があり、この部分は自然な屋外環境下で行われるため、寒さは循環水の冷却に非常に有利であり、圧縮機の冷却にも有益である。 　　三、潤滑油　　オイル回路システムは圧縮機の循環システムにおいて重要な部分であり、通常の運転中には機械の回転によって摩擦が生じ、その摩擦によって発生する熱が潤滑油の温度を上昇させる。同時に、圧縮機のオイル回路システムのオイル温度も上昇します。潤滑油の温度を下げるために、一般的には水冷や風冷を用いてオイル回路システムを冷却する。冬になると、屋外の気温が低いため循環水の温度も高くなく、これによりオイルシステムの冷却効果は大幅に向上します。しかし、潤滑油システムに問題が起きないわけではありません。屋外の冷蔵庫のような場所にあるコンプレッサーの場合、正常に動作しているコンプレッサーは油路が循環しているため、低温に対して特に問題はありません。しかし、予備機や長期間稼働しない機器の場合、屋外温度に近い低温の冷蔵庫内で再起動すると、低温によって潤滑油が凝結し、その結果、起動時に問題が生じる可能性があります。そのためにはオイルラインシステムを点検し、オイルライン内の潤滑油が正常な状態にあるかを確認する必要があります。 　　潤滑油の保管についても、一般的には暖房のある室内に保管することが求められます。屋外に保管すると、低温のために潤滑油が凍結してしまい、必要な時にすぐに使用できなくなってしまいます。潤滑油は他の物資から離して別途保管する必要があります。なぜなら、潤滑油は可燃性の物品であり、他の物と一緒に積み重ねると、他の物質の影響で故障を起こす可能性があるからです。 　　このことから、冬場の低温が圧縮機に与える影響は良い面も悪い面もあるため、圧縮機の運転時だけでなく、メンテナンスや保守、さらには予備部品の保管においても十分注意する必要があります。低温下での圧縮機設備の操作方法や保守方法に注意し、生産が安全かつ円滑に行われるようにすることが重要です。 内容はネットからのものです