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離心壓縮機(jī)軸溫異常波動故障分析

  【壓縮機(jī)網(wǎng)引言

  2010年2月份,河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠建成投產(chǎn)一套KDONAr-10000/3600/320型空分裝置,采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、無氫制氬、氧氮外壓縮流程,其中原料氣空氣壓縮機(jī)(簡稱空壓機(jī))采用杭州某公司生產(chǎn)的離心式壓縮機(jī),由5400kW同步電機(jī)驅(qū)動,經(jīng)增速機(jī)增速到7414r/min,其加工氣量54000m3/h,額定壓力0.51MPa。該機(jī)組是單軸多級等溫冷卻。自建成以來運行平穩(wěn),但在2024年初運行中出現(xiàn)二級側(cè)徑向軸溫有時突升但又能回落、后期突升幅值越來越高的異常情況,在5月份的解體大修時予以解決,今將檢修情況做一總結(jié),供同行參考。

  1、機(jī)組簡介

  該壓縮機(jī)本體采用水平剖分結(jié)構(gòu),中間冷卻器置于機(jī)組底座下方,采用四級壓縮、三級冷卻,低壓級在外側(cè)、高壓級在中間,很好地平衡了大部分軸向力并減少了外泄露量。壓縮機(jī)吸入來自空氣過濾器的大氣,每一級壓縮后經(jīng)相應(yīng)中間冷卻器冷卻后進(jìn)入下一級,四級壓縮后則直接進(jìn)入預(yù)冷系統(tǒng)空冷塔內(nèi)。壓縮機(jī)兩端軸承箱內(nèi)各有一徑向軸承,均采用穩(wěn)定的可傾瓦軸承,一級進(jìn)氣側(cè)軸承箱座內(nèi)還同時設(shè)置有均壓止推軸承,各軸承采用油站油經(jīng)油冷卻器、油過濾器后強制供油潤滑。該機(jī)組基本上每年進(jìn)行一次停機(jī)維保,主要檢查各軸瓦、密封、齒輪,轉(zhuǎn)子返開封專業(yè)廠清灰、探傷、動平衡校驗,然后均能平穩(wěn)運行到下一個檢修期。

  2、二級側(cè)徑向軸溫異常升高現(xiàn)象

  2023年春季大修維保后一直平穩(wěn)運行,然而進(jìn)入到2024年2月份,開始出現(xiàn)二級側(cè)徑向軸溫TIAS3114異常上漲情況,此時油溫、油壓均平穩(wěn),空壓機(jī)負(fù)荷穩(wěn)定。

  (油溫指標(biāo)35~45℃,TIAS3114指標(biāo)≤100℃、≥110℃報警、≥120℃聯(lián)鎖停機(jī))

  1月24日,油溫在41.3℃時,TIAS3114從83.7℃突升到89.3℃仍是平穩(wěn)直線;

  1月29日,油溫從42.8℃開始緩慢下降時,一級側(cè)徑向和止推兩個軸溫跟著下降,然而TIAS3114卻未下降,油溫上漲時,一級側(cè)兩個軸溫上漲,但TIAS3114基本平穩(wěn);

  2月15日,油溫平穩(wěn)在37.4℃時,TIAS3114從85.1℃上漲到92.3℃然后降到88.6℃;

  2月19日,專門調(diào)節(jié)油溫37.0℃到39.4℃,TIAS3114從89.2℃下降到83.8℃;

  2月28日,緩開二級側(cè)徑向軸承進(jìn)油支管門,支管油壓從0.115MPa升高到0.135MPa,但TIAS3114卻從89.5℃開始升高到92.5℃,并有繼續(xù)上升趨勢,于是重新恢復(fù)到原來油壓0.115MPa,軸溫回到88.9℃;

  2月份,二級徑向側(cè)軸溫最高值96.4℃,進(jìn)入3月份,該軸溫突破100℃,如:

  3月14日,油溫43.5℃平穩(wěn),TIAS3114從91.9℃上漲到100.1℃,隨后自行下降到88℃;

  3月17日,油溫44.4℃平穩(wěn),TIAS3114變化從93→105.1→89.3℃;

  3月20日,油溫43.7℃平穩(wěn),TIAS3114變化從95→107.2→90.5℃;

  3月25日,油溫43.5℃,TIAS3114變化從95.3→104.1→90.9℃。

  3月份出現(xiàn)二級側(cè)徑向軸溫波動累計24次,最高值達(dá)到107.2℃,當(dāng)時突升幅度12℃。

  4月份,二級側(cè)徑向軸溫每次突升間隔時間越來越短,溫度最高值是在4月30日,油溫當(dāng)時43℃,3:02最高值107.7℃,22:55最高109.5℃,兩次突升間隔時間約10個小時。

  5月份,計劃停機(jī)前出現(xiàn)四次突升變化。

  5月2日,油溫44℃,TIAS3114變化從95.8→111.1→92.2℃,見下面圖1趨勢(白線是軸溫、紅線是油溫)

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  5月5日,油溫44.3℃,TIAS3114變化從97.9→112.3→91.4℃;

  5月7日,油溫從44.9℃緩降到44℃過程中,TIAS3114變化從94.3→112.2→89.9℃;

  5月8日,油溫從42.4℃緩降到41.9℃過程中,TIAS3114變化從94.3→106.6→88.8℃。

  針對軸溫異常上升,首先取樣化驗潤滑油。潤滑油是2022年3月份更換的,使用兩年,經(jīng)化驗油質(zhì)合格。采取外圍手段無法改善二級側(cè)徑向軸溫異常升高,分析原因可能是軸瓦出現(xiàn)了積碳,回油不通暢導(dǎo)致溫度升高,當(dāng)積碳聚集到一定量,被油沖刷走,進(jìn)回油通暢,軸溫就下降。由于公司計劃在5月份進(jìn)行煉鉛生產(chǎn)線年度停產(chǎn)檢修,作為供應(yīng)氧氮氣的空分裝置,就繼續(xù)堅持運行。針對該軸溫突升可能達(dá)到聯(lián)鎖停機(jī)值,4月初制定了應(yīng)急措施:突破110℃報警值時立即切除該溫度聯(lián)鎖,嚴(yán)密監(jiān)控其發(fā)展方向,突升又回落后將聯(lián)鎖投入;超過120℃持續(xù)5min或最高值達(dá)到130℃就立即停機(jī),避免設(shè)備故障擴(kuò)大。

  3、拆解處理和其他維保工作

  該空壓機(jī)運行到5月9日,該套10000空分裝置計劃停機(jī)開始年度大修維保工作。對該壓縮機(jī)進(jìn)行解體,看到該二級側(cè)徑向軸承的上瓦(共三塊)中間一塊(見圖2)和下瓦(共兩塊)都有嚴(yán)重積碳現(xiàn)象(見圖3),與之配合的主軸也是積碳嚴(yán)重(見圖4)。一級側(cè)徑向軸承上瓦干凈、下瓦兩塊均有積碳,與之配合的主軸上有輕微積碳。

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  于是采取以下處理措施:

  3.1將兩個徑向軸承的全部瓦塊更換為庫存?zhèn)浼峦邏K,并將其進(jìn)回油楔位置進(jìn)行修刮,擴(kuò)大進(jìn)回油通道。換下的瓦塊則進(jìn)行修復(fù)后庫存起來作為備用。因軸溫?zé)犭娮栌媚z固定在瓦塊測量孔內(nèi),無法取出,于是使用一只新的熱電阻。本次在軸承體側(cè)面鉆孔,將熱電阻引出線固定牢固,熱電阻置于測量孔內(nèi)不再用膠固定,下次熱電阻能直接拆下來,也不會從測量孔內(nèi)出來而影響測量結(jié)果。本次空壓機(jī)大修也同步進(jìn)行了下述工作:

  3.2由于去年維保時發(fā)現(xiàn)三四級轉(zhuǎn)子輪盤明顯磨損變薄(最薄處2.5mm,圖紙原裝是5mm),本次壓縮機(jī)更換上新購轉(zhuǎn)子,復(fù)測各密封間隙,對有碰擦的一級輪盤密封和二級輪蓋密封予以修復(fù);

  3.3更換有嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象的三級進(jìn)氣導(dǎo)流器;

  3.4增速機(jī)檢查各軸瓦、齒嚙合,均正常;

  3.5更換壓縮機(jī)與增速機(jī)之間膜片聯(lián)軸器上有松開現(xiàn)象的兩組膜片,新膜片組是改進(jìn)過的整體成型膜片;

  3.6更換空氣過濾器內(nèi)的全部空氣濾筒;

  3.7三臺中間冷卻器抽芯清理內(nèi)壁和換熱銅管;

  3.8主電機(jī)返廠維保;

  3.9回裝時,壓縮機(jī)與增速機(jī)、增速機(jī)與主電機(jī)之間的聯(lián)軸器重新進(jìn)行復(fù)測調(diào)整對中,滿足說明書技術(shù)要求;

  3.10更換油箱潤滑油,并清理干凈油箱、細(xì)油過濾器、油冷卻器內(nèi)的殘油。更換油吸入口濾芯、細(xì)油過濾器濾芯,各油泵和排煙風(fēng)機(jī)電機(jī)潤滑軸承。

  6月2日,按計劃開啟空壓機(jī)組,運行平穩(wěn)后,油溫43.2℃,吸氣端徑向軸溫82.0℃、止推軸溫53.2℃,二級側(cè)徑向軸溫76.5℃,運行兩個月以來目前穩(wěn)定,軸溫異常升高問題得到解決。

  4、結(jié)束語

  空壓機(jī)組作為空分裝置的最重要大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備,需要按設(shè)備廠家說明書要求進(jìn)行操作、維護(hù)和必要的停機(jī)檢修。運行中要關(guān)注各軸溫、軸振動、位移、換熱器工作狀況;定期(最好每年一次)更換潤滑油,更換時清理干凈油箱和機(jī)器內(nèi)殘油,更換油濾芯,防止阻力過大油走旁路從而無法過濾潤滑油,半年化驗一次潤滑油各項指標(biāo)。因每年維保時,發(fā)現(xiàn)空壓機(jī)轉(zhuǎn)子上一級葉輪干凈,而二、三、四級葉輪上污垢多且為鐵銹沫,這是由于空氣經(jīng)各級壓縮后經(jīng)中間冷卻器冷卻會有冷凝水析出,含濕空氣造成冷卻器筒體內(nèi)壁和壓縮機(jī)吸氣管內(nèi)壁出現(xiàn)腐蝕,因此建議將各級吸氣管更換為不銹鋼管道,中冷器內(nèi)壁進(jìn)行徹底防腐處理,尤其在夏季加大中間冷卻器的氣側(cè)冷凝水排放,防止有積水沖刷葉輪,這樣可以延長空壓機(jī)運行周期??諌簷C(jī)是高速旋轉(zhuǎn)的機(jī)械,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝要求高,是空分裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一。而正確的安裝將直接關(guān)系到壓縮機(jī)組能否長期安全穩(wěn)定運行,因此維修工作最好邀請設(shè)備廠家或?qū)I(yè)廠現(xiàn)場指導(dǎo)或施工,確保機(jī)組能平穩(wěn)、高效、長周期運行。

標(biāo)簽: 離心壓縮機(jī)波動故障  

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