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透平空压机带油故障分析处理

DH453型透平空气压缩机是为FON–3200/3200–III型空分设备配套的原料空气压缩机,该压缩机是单进气,双轴,齿轮式,四级等温压缩机即各级间设有冷却器使压缩过程尽量接近等温压缩的压缩机。其结构大致分为包括齿轮增速装置的压缩机本体,中间冷却器和油站部分。压缩机由同步电机拖动,带动增速器大齿轮及其两侧平行配置从动小齿轮轴,轴的两端装着各自带动叶轮在蜗壳内压缩空气。在压缩机本体下部设有三个中间冷却器,通过管道与压缩机本体连接。压缩机进口采用脉冲反吹自洁式过滤器过滤空气中的机械性杂质。原料空气由脉冲反吹自洁式过滤器吸入,通过导叶机构调节流量后进入一级流道,分别经过一、二、三级压缩和三级中间冷却再经过四级压缩后进入预换热器,流量为23400Nm3/h,进入氮水预冷系统。

空气压缩机各级轴承采用可倾五块瓦,周向均布,同电动机轴承一同进行强制供油,供油装置即油站由主、辅油泵组成并相互备用,油压低于0.14MPa报警,油压低于0.07MPa停车;两台油泵运行,油压高于0.23MPa,自动停一台油泵。油温控制在40℃±5℃。

故障现象

入夏以来,由于紧张的生产需求,2#空分空压机一直带病作业,供油温度高达48℃,空压气量明显减少,在导叶全开的情况下,定子电流高达185A,达不到空分用气需求;各级轴承温度时常漂移跳跃到70℃以上,各级轴承振动时常漂移,特别是电机各级定子温度达90℃以上。进入七月份以来,由于夏季用电高峰的来临,2#空分不得已频繁的开停机。7月9日,在一次启车过程中,发现机体3、4级结合面向外冒烟,并且3级中冷有油迹排出。7月10日,在下一次启车过程中,机体3、4级结合面大量向外冒烟,并且3、4级中冷有大量油迹排出,在加压过程中,放空阀顺阀杆向外喷油,空气送出阀阀兰结合面有油下滴,紧急打开送往预冷系统的预换热器前空气吹除阀用白布检查,此处无油迹。但为了防止带油空气进入空分系统以至造成爆炸的安全隐患,为保障空分系统的安全生产,必须停机检修。

停机后,总厂解体空压机。

1)、首先打开蜗壳检查,1、2级无油迹,3、4级有明显油迹及积油。

2)、三只中间冷却器抽芯检查,2、3级有油迹及存油,逆止阀摘除空压机管道内及阀体都有大量油迹。

3)、密封没有损坏,拆下后发现密封并没有严重磨损,密封与轴配合在合格范围内。

故障原因分析

1、频繁的开停机是造成这次带油事故的主要原因,由于开停机瞬间很大的转矩对齿轮轴瓦及密封冲击磨损很大,虽然密封与轴配合在合格范围内,但会产生很大的轴向位移,总会对密封与轴的某一点产生磨损破坏,使密封或轴的表面光滑度下降,从而使油通过密封,以至气侧带油。

2、空压机长时间带病运行,特别是:

1)、油温高达48℃以上,特别是油箱内油温高达62℃以上,油气增多压力升高,并且排烟风机侧长时间运行没有清理油垢,排烟不能够排尽不畅;

2)、油温高黏度下降,甚至夹杂油气容易通过密封泄露,以至气侧带油。

3)、油温高油黏度下降,在增速器内油泡沫增多,再加上回油不畅造成增速器内油位升高,斜齿轮转动时向一侧喷油,直接喷向轴承一侧,造成一侧轴承回油不畅以至在轴承内油压高,最终能够造成气侧带油。

3、叶轮结垢严重,动平衡被破坏,蜗轮结垢气流流动破坏,高速轴轴向窜动。

4、夏季温度高,进口气压低,并且导叶机构结垢,压缩比及湿度大,气侧水分增多,造成叶轮振动增大。

5、经对油箱内油脂的检测,油质酸性增大,机械杂质的增多,对密封腐蚀很大,造成密封或轴磨损加大,表面光滑度降低,从而产生泄露。如下油检测数据:

6、轴承温度、振动检测机构时常漂移跳跃,重新调校仅凭经验,缺乏标准,使日常监测失灵,给操作工带来误判断。

7、该空压机是在原空压机机体基础上对轴瓦进行的升级,原采用滑动瓦,现采用可倾五块瓦,瓦块之间及瓦块与轴间油量增多,虽然冷却性能变好,密封性能没有原滑动轴瓦好。

目前,油压高,长时间在0.22MPa以上运行,采用可倾五块瓦后,由于轴瓦冷却性能的增强,但齿轮的润滑没有改变目前仍采用原有的润滑参数。建议对轴承供油管道上安装一控油调节油压油量阀门,以分开轴承与齿轮的供油。

8、停机后,油压升高过大,没有及时停止油泵运行。

故障处理

1、发现密封损坏,更换了密封。并重新找正。

2、对叶轮精心清洗,清除结垢。

3、对导叶机构进行了清洗。

4、对油系统进行了达范围检修:

A、清理油箱并更换新油。

B、清理清洗排烟系统及管路。

C、更换油过滤器。

D、清洗油冷却器。

E、重新启动空压机后调低供油油压

5、对带油严重的各级中间冷却器。用CCL4进行清洗。

6、更换了脉冲反吹自洁式过滤器各滤筒。使机前压力提高,从而增大空气量。

检修后,空压机重新启动后供油温度达42℃,空压气量明显提高,保障空分用气需求。满足公司生产用气需求。

经验及教训

1、从空压机故障发生的原因来看,空压机的安装质量是保障空压机平稳运行的前提。

2、空压机运行要做好故障的提前预防处理,使故障消除在萌芽状态。

3、尽量避免频繁的开停机操作。

4、必须搞好空压机的日常运行检测监测、维护与点检。特别留意作好日常空压机的油质化验检测。

5、尽量避免空负荷,特别是在喘振区域运转。

6、必须控制压缩机油温在合理范围内。当油温过高不能控制时及时清理酸洗油冷却器。建议对轴承供油管道上安装一调节油压油量阀门,用以控制轴承供油压力,并且分开轴承与齿轮的供油。

7、及时排除冷凝水。

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