空压机轴承异常温升的故障判断及处理

董勤

（江苏仪化设备工程有限公司，江苏 仪征 211400）

PTA2#装置采用德国MANTURBO空压机，机组26000KW，五级压缩，压缩机组流量240139m3/h。汽轮机驱动，16000KW；后端膨胀机9500KW，自2003年投入生产运行，一直运行正常。

一、空压机组故障现象及初步判断

2012年1月9日，发现空压机组动力输入轴后端轴承出现异常温升，最高测量记录109°C（设备连锁停车115°C）。因该机组是核心设备和关键机组，立即组织相关的设备、仪表、检修专家进行会诊，故障的初步怀疑方向主要有：

（一）温度传感器及线路出现故障

1.润滑油路回油管路出现堵塞，轴承回油不畅，轴承冷却不好，导致轴承温度升高。

2.油质出现恶化，润滑作用下降。

3.空压机组碳刷损坏，存在高压放电，破坏油膜，导致轴承温度升高。

（二）故障分析判断

通过对空压机组现场实际观察，并用红外测温仪仔细测量轴承及周边各部分温度分布，观察机组在线监测的振动、温度参数，对比润滑系统的供油压力、回油压力和流量，认为上述4个方面的故障怀疑方向均不能作为故障的有力证据，具体分析判断是：

1.温度传感器及线路出现故障

（1）现场用红外测温仪器对轴承部位进行检测，温度随时间变化及温度值基本与温度传感器的温度曲线一致，空压机组温度传感器在线监测的数据可信，温度传感器及线路出现故障的问题基本可以排除。

（2）使用温度计对空压机组后轴承端面进行温度测量（已采取压缩空气降温措施），温度分布如下表。

轴承周围温度值

温度从87~93℃不等分布，图中紧靠轴承上部温度最高，远离轴承部位温度渐低，说明有热源，温度最高的就是轴承，轴承就是热源。

2.润滑油路回油管路出现堵塞

（1）现场检查油路基本情况，供油管径：DN32~DN50，供油压力0.5MPa。

（2）如供油管路堵塞，供油油压应明显波动上升。现场检查空压机组润滑油路系统，润滑油供油泵运行正常，运行温度、振动、油压均无明显变化。基本可以判断供油油路无异常。

（3）检查空压机组润滑油回流管路，回流油压也无明显波动上升，与系统以前正常运行时回流油压基本一致，可视玻璃观察窗观察到油路运行通畅，润滑油回流管路堵塞的故障怀疑也基本可以排除。

3.润滑油质出现恶化，润滑作用下降

空压机组自投运以来一直正常运行，至故障发生时已有10年，未更换润滑油，润滑油质量恶化导致机组的润滑作用下降夜游可能。现场取油样进行化验分析，检查润滑油粘度、水分、灰分、乳化等主要指标，发现润滑油液有乳化现象，可利用检修期间更换新润滑油。

4.空压机组与汽轮机组之间存在高压静电，高压放电致使轴承及油温升高。其作用原理类似于电火花加工，电极与工件之间产生高压放电，电腐蚀加工工件，产生热量。

（1）电火花特种加工是利用电极（相当于成型刀具）与工件之间加入脉冲高电压、小电流，使得电极对工件放电，产生电火花，电蚀加工件，形成理想的加工尺寸。这种加工方法，单个脉冲电流加工量小，产生的热量小，加工精度好，加工时放电虽然电压高，有油烟，但所放出的热量并不大，加工人员仍然可以用手在油中调节、装夹工件位置，热量基本上不会导致油温上升。

（2）空压机组与汽轮机组之间是否存在高压静电

汽轮机组且空压机组之间为防止产生高压静电，设立了静电导除装置，在日常运行中及时将可能产生的高压静电导出，防止可能存在的高压静电影响机组安全运行。退一步说即使有高压放电，也达不到电火花加工的电压和电流，更达不到电火花加工的放电频次，根本不能与电火花加工相提并论，因此认为空压机组与汽轮机组之间的高压静电引起的放电导致轴承及油温升高是不可能的。

5.空压机组后轴承升温原因

仔细检查周及周边部位的温度，分析空压机组后轴承的温度分布，发现：轴承温度最高处93℃在轴承上部，周边温度在91℃~93℃，远处温度最低89℃，存在温度逐渐降低的趋势，即存在温度差，温度差跟轴承距离的大小存在正相关关系，说明摩擦的部位在最高温度部位——轴承处。说明轴承是温度升高的热源。

热量从何而来？最大的可能性就是存在摩擦！分析轴承部位的结构，最可能的摩擦部位应该是轴承轴向止推盘与轴的摩擦，摩擦接触面不大，因而只导致的轴承温度升高，而轴承的振动却没有明显增大。

故障结论：存在轴承止推盘摩擦，导致轴承温度上升。

二、故障应急处置

（一）轴承温度升高，严重威胁空压机组的安全稳定运行，需要立即停车检修，并更换润滑油，确保检修后安全稳定运行。专家组会议充分讨论后决定：停车检修，更换润滑油。

（二）该空压机组是PTA2#装置的核心关键设备，只有单台机组，并无备台。空压机组停机意味着整个装置必须停车，为统一计划好装置其他设备的检修备件，准备好空压机组进口润滑油等必要的装置大修的需要时间，空压机组暂不能立即停车检修。

（三）为保障空压机组的安全运行，采取临时应急措施防止轴承温度持续上升：

1.采用压缩空气对准轴承部位喷射，强制冷却轴承及周边部位

2.监控机组的所有轴承振动、温度、压力、流量数据，特护运行

采取上述应急措施后，空压机组后轴承温度维持在87℃~93℃，未达到连锁报警值，设备安全运行到解体检修。

三、空压机解体检修

（一）空压机组解体后，经过详细的检测、对比发现：

1.温度传感器、振动传感器正常、准确

2.油路很清洁，并无任何堵塞

3.润滑油质存在一定的乳化现象

4.未发现汽轮机组与空压机组的高压放电现象

5.确实存在摩擦，轴承止推盘摩擦痕迹

由此验证了故障判断正确，轴承温度上升是由于轴承止推盘摩擦产生了热量，导致了温升。采取的应急措施有效，带病运行时间不长，设备未受损害。

四、具体涉及故障部位的检修内容

（一）校准温度、振动传感器

（二）清洗油箱、供回油管路，检修油泵

（三）更换润滑油

（四）检查机组接地线路

（五）调整轴承止推盘间隙

（六）轴承摩擦原因分析及防范措施

1.摩擦原因：机组因为机构原因，运行中始终存在轴向力，长期运行间隙变小，破坏了润滑油膜导致摩擦，产生热量。

2.检修时重新调整止推盘间隙。

3.下次空压机组大修时，核查复核间隙数据，确保油膜不被破坏。

空压机组及汽轮机组经过紧急检修后，开车后一直安全、稳定运行，机组的振动、温度、油压稳定，充分说明此次故障诊断基本正确、应急措施及时有效、检修内容基本符合机组实际。本次检修时间只有3天，避免了临时停车的经济损失，且保证了空压机组设备完好。