膨脹機(jī)軸承損壞事故分析與對(duì)策

孫連杰

作者通聯(lián)：淄博齊魯比歐西氣體有限責(zé)任公司 山東淄博市臨淄區(qū)辛化路8號(hào) 255410

E-mail:lian-jie.sun@linde.com

1.故障

KDON-45000/30000 型空分裝置所用膨脹機(jī)型號(hào)ETB210MS。某日分兩次啟動(dòng)，均因VISA64228 膨脹側(cè)軸振動(dòng)高連鎖停車(chē)，分別為48.79μm和48.45μm，振動(dòng)連鎖跳車(chē)值48μm。拆檢后發(fā)現(xiàn)膨脹側(cè)徑向軸承磨損嚴(yán)重，推力軸承磨損稍輕。

膨脹側(cè)密封氣的差壓調(diào)節(jié)閥是軸承損壞的主要原因。軸承的損壞是由于軸承與軸的間隙在低溫狀態(tài)下過(guò)小造成的。由于對(duì)于軸承的溫度監(jiān)測(cè)只有瓦塊的溫度監(jiān)測(cè)而沒(méi)有軸承座溫度的監(jiān)測(cè)，即使是在軸承瓦塊的溫度達(dá)到允許開(kāi)機(jī)溫度時(shí)，軸承座的溫度低而造成間隙過(guò)小。

在實(shí)際運(yùn)行中，經(jīng)過(guò)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)間隙壓力比密封氣壓力大20kPa，而設(shè)計(jì)運(yùn)行條件應(yīng)為密封氣壓力比間隙壓力大50～90kPa。在用密封氣調(diào)節(jié)閥輸出壓力0.05～1MPa，而實(shí)際膨脹機(jī)的間隙壓力為1.55MPa（設(shè)計(jì)值為1.66MPa），不能有效地密封住來(lái)自冷端的冷量。由于密封氣壓力與間隙壓力出現(xiàn)負(fù)壓差，冷量傳遞至軸承座上，使整個(gè)軸承收緊、軸承間隙變小，最終導(dǎo)致軸承損壞。

在膨脹機(jī)開(kāi)停車(chē)時(shí)，轉(zhuǎn)子振動(dòng)大造成迷宮密封間隙增大，膨脹端的冷量泄漏增大，造成膨脹機(jī)的密封氣壓力小于間隙壓力，膨脹端的冷量泄漏，引起泄漏氣管道結(jié)霜，如果溫度＜-29℃，會(huì)引起碳鋼管道的低溫脆斷；如果冷量傳遞給潤(rùn)滑油，引起潤(rùn)滑油性能下降，流動(dòng)性差和油膜形成不好，造成潤(rùn)滑失效，最終引起膨脹機(jī)膨脹端的軸承損壞。

膨脹機(jī)的噴嘴處產(chǎn)生液體引起軸承損壞由于迷宮密封間隙大和密封氣壓力低的原因，低溫氣體泄漏至軸承處，造成潤(rùn)滑油粘度持續(xù)下降，當(dāng)下降到極限值時(shí)，從量變到質(zhì)變，使軸承溫度瞬間達(dá)到206℃，軸承燒壞。

2.對(duì)策

增加軸承座溫度測(cè)點(diǎn)對(duì)其溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可以杜絕軸承座溫度低使軸承間隙減小的缺陷。在正常運(yùn)行過(guò)程中，膨脹機(jī)一旦事故跳車(chē)，迅速關(guān)閉膨脹機(jī)增壓端和膨脹端出入口閥，控制室及時(shí)調(diào)整高壓板式換熱器負(fù)荷，控制膨脹機(jī)入口溫度＞-120℃，打開(kāi)膨脹機(jī)增壓后冷卻器導(dǎo)淋，檢查是否有水排出，同時(shí)準(zhǔn)備加熱膨脹機(jī)。

在ITCC 上增加膨脹機(jī)入口壓力波動(dòng)高報(bào)警設(shè)置，如果出現(xiàn)超過(guò)0.25MPa/min的情況，立即降低膨脹機(jī)負(fù)荷，及時(shí)調(diào)整工況，避免在喘振區(qū)滯留。

為進(jìn)一步增加控制膨脹機(jī)膨脹側(cè)入口溫度的有效性，增加入口溫度低報(bào)警（-120℃）和低連鎖（-130℃）設(shè)置，如果出現(xiàn)入口溫度低且操作人員調(diào)整未果的情況，能夠及時(shí)強(qiáng)制膨脹機(jī)跳車(chē)，防止膨脹機(jī)燒瓦。鑒于已經(jīng)監(jiān)測(cè)到軸承溫度高，但還是導(dǎo)致了膨脹機(jī)燒瓦事故的，應(yīng)將膨脹側(cè)的軸承溫度高跳車(chē)值由110℃改為90℃。

膨脹機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，泄漏氣排放溫度必須＞0℃，如＜0℃，則進(jìn)行加溫處理。嚴(yán)格檢查膨脹端溫度，保證軸承箱溫度（不僅僅是油溫）＞20℃。

膨脹機(jī)導(dǎo)氣時(shí)嚴(yán)格按照操作法操作，緩慢開(kāi)進(jìn)口閥，升壓速率＜0.2MPa/min，均壓后方能完全打開(kāi)進(jìn)口閥，避免出現(xiàn)膨脹機(jī)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

將間隙壓力PI64225，密封氣壓力PI64226，間隙和密封氣壓差PDCV64227的監(jiān)控點(diǎn)由現(xiàn)場(chǎng)引至ITCC。膨脹機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，檢查膨脹側(cè)密封氣壓力要大于間隙壓力，如不滿足要求，及時(shí)調(diào)整減壓調(diào)節(jié)閥。通過(guò)調(diào)整差壓調(diào)節(jié)閥（設(shè)計(jì)值50～90kPa），可解決間隙壓力和密封氣壓力反差的問(wèn)題。