空气增压机止推轴承故障处理

总结，我们提供一种可靠的解决该问题的技术方案。

关键词：压缩机;止推轴承;位移;仪表联锁

1 概述

所谓轴位移故障，主要是指由于轴位移超限而造成的报警或联锁停机。影响轴位移的主要因素有：轴承间隙、润滑油形成油膜厚度、止推轴承及轴承座的弹性变形、仪表测量系统自身的测量误差、瓦块表面磨损量等多方面组成。为保证机组安全一旦机组的止推轴承瓦块表面磨损超过机组的联锁停机值时仪表联锁将使机组联锁停机保证机组安全。避免发生较的设备或安全事故。由此可見位移连锁值是厂家设计时用来保护机组安全的一个重要保护手段。但是我们以不能一味的相信仪表联锁可以绝对保证机组的安全运行，通过对空气增压机两次的检修发现止推轴承瓦块的实际磨损量和仪表位移联锁所显示的数值并非一致，或者说仪表位移联锁只能反应出转子相对于轴承的位移量而不能反应出瓦块表面巴氏合金层的实际磨损量。

2 故障现象

河南能源化工集团下属某煤制乙二醇生产装置，配套的48000空分装置，空压机组由陕西鼓风机（集团）有限公司设计制造，该机组由空气压缩机EIZ125+空气增压机EBZ45组成。

2018年8月26日空气增压机主推瓦运行温度82℃、位移0.10mm保持正常，10月26日后增压机主推轴承温度上升至84℃，轴位移上涨至0.25mm，11月04日涨至102.8℃，轴位移涨至0.28mm。止推轴承温度、轴位移一直呈缓慢上升趋势。截止到2018年12月27日主推瓦温度上升至115C°，轴位移0.477mm。考虑到设备自身的安全机组被迫停机大修，（该机组止推轴承温度报警值为110℃、连锁停机值为115℃。位移报警值为±0.40mm，连锁停机值为±0.80mm）。

2018年12月27日停机时已经达到0.477mm，超过陕鼓设计要求的报警值0.40mm，距离陕鼓设计的位移连锁停机值±0.80mm还差0.333mm在这个情况下运行机组的安全在理论上是能够保证的，为什么可以保证呢？因为该机组止推轴承瓦块巴氏合金层厚度为2.0mm通过计算可以得出2-（0.477-0.10）=1.623mm就是说理论上巴氏合金层的厚度应该还有1.623mm。但是通过现场拆检后测量发现，剩余巴氏合金层厚度为0.70mm。通过计算2-0.7=1.3mm可以看出瓦块巴氏合金实际被磨损1.3mm，现在我们可以得出一个简单的结论，那就是瓦块的实际磨损量和中控所显示的位移量是不符的，将两个值进行对比就可以得出两个值的比值中控显示数值0.477-原始位移值0.10=中控实际增加值0.377mm。瓦块的实际磨损量1.3/0.377=3.44;瓦块的实际磨损量是中控显示数值的3.44倍。

3 二次停车检修依据

2019年3月4日计划检修时发现止推瓦块还是出现明显不均匀磨损现象。本次停车时间是根据当时的止推轴承位移量判定的，依据为2018年12月27日轴瓦实际磨损量等于中控显示值的3.44倍进行核算，止推轴承轴瓦巴氏合金厚度只能以最薄的1.50mm计算且需要留有0.50mm厚的巴氏合金保证机组的安全，防止合金层过薄产生脱落以及防止止推盘直接和止推瓦块本体的部分摩擦，损坏止推盘、转子等，造成大的设备损伤或安全事故。自2018年12月31日增压机检修完成开机后，止推轴承温度一度达到了128.6℃，位移从开车时0.26mm停车时0.56mm，中控显示的数值增加了0.30mm，我们根据2018年12月27日停车时计算出的3.44×0.30=1.032：由此看出瓦块实际磨损了1.032mm。

4 止推瓦块损伤分析

4.1 工艺操作方面

2018年10月因开车以来增压机平衡管一直处于放空状态，当时考虑到放空带来的噪音污染及提高机组效率等原因，我们向陕西鼓风机（集团）有限公司提出了要关闭平衡管放空，厂家同意后我们将之前放空的气体通过平衡管回到一段入口。平衡管放空关闭后机组止推轴承温度和位移开始缓慢上涨，针对这一情况陕鼓厂家要求我们关闭平衡管放空。平衡管放空关闭后并没有解决温度和位移增加的故障现象。结合检修时瓦块的的磨损情况可以判断出在关闭平衡管放空时平衡盘两侧的压差减小，平衡盘平衡的轴向力减小，作用在止推轴承上的轴向力增大，致使止推轴承瓦块表面巴氏合金层与止推盘发生瞬时磨擦。

4.2 止推轴承瓦块磨损的原因

本机组止推轴承采用金斯伯雷可倾瓦轴承轴承结构如（图1）所示，机组正常运行时主要是依靠止推盘与瓦块间形成的锲形油膜来承受来承受转子工作时所产生的轴向载荷。锲形油膜的刚度与阻尼大小直接决定了止推轴承工作的稳定性。因操作原因使机组轴向力增大，瓦块和止推盘形成的锲形油膜被破坏。导致瓦块和止推盘表面发生瞬时摩擦，磨擦使止推轴承表面巴氏合金被磨损（见图2），止推盘表面也吸附着了一层薄薄的巴氏合金层见（图3），降低了瓦块及止推盘表面的光洁度。瓦块表面被磨损后油膜形成环境被破坏，这就是为什么后来将放空全开后还是没有解决轴承温度和位移上升故障的原因。

5 故障处理方法

①使用1500目的金相砂纸将止推盘表面的巴氏合金层去除掉（见图4），保证止推盘表面的光洁度，为止推盘与瓦块间油膜的形成提供保障;

②更换新的改进型止推瓦块将原有的条接触改为点接触（见图5图6），原瓦块瓦背接触方式为条形接触，只能够在左右两个方向自由摆动，当机组工况波动时止推轴承瓦块和止推盘间形成的油膜不能全方位的将瓦块和止推盘分离开来，工况波动时瓦块和止推盘会出现短暂的边际摩擦现象，新瓦块将条接触改为点接触更利于油膜的形成，特别是在工况波动将会有效避免瓦块和止推盘间出现边际摩擦。

6 处理后机组的运转情况

本次停机检修完成后，3月4日21：00空压机组开始冲转暖机，机组在运行过程中为避免机组工况出现较大波动，结合现场实际情况放慢了机组的升压速度，开车初期将机组三段出口压力保持在4.1MPa，在观察瓦块温度位移没有上涨趋势后将三段出口压力提高至4.86MPa在该压力下止推轴承温度为74.5℃，相比较于停车前三段出口压力4.85MPa时止推轴承温度已达到115.9℃止推轴承温度过高的问题得以彻底解决。3月4日检修后机组连续开车，7月20日时机组三段出口压力4.90MPa，止推轴承温度75.9℃，位移0.245mm通过4个月的运行可以看出增压机止推轴承位移、温度高等故障得到了彻底解决。

参考文献：

[1]盛利成，王雪峰.空气增压机轴位移超标的分析与处理[J].深冷技术，2012（04）：69-71.

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