COOPER空压机油站故障处理的反思

王柏涛

(宝武清洁能源鄂州有限公司，湖北鄂州 436000）

引言

进口空压机一直因稳定、高效而有着不错的口碑。日常的设备管理中更多关注的是机组的振动是否劣化、冷却器的效果是否正常。日常检修中对轴瓦、转子动平衡的状况，设备的腐蚀、结垢等方面情况关注比较多，而容易忽视一些寿命比较长的零部件运行状况及寿命周期的管理。这些因素都会成为设备运行中的定时炸弹，不时会暴露出问题。由于在日常管理中关注程度不够，一旦出现故障也难以快速查找到原因和及时处理，常常会影响到单体设备甚至整套机组的正常运行。

1 故障过程描述

鄂钢公司2 万m3/h制氧机组采用的是COOPER空压机，自投产以来一直运行稳定，故障率很低.在最近一次冷备转运行过程中发生的一起设备故障使得对进口设备的检修和寿命周期管理有了新的理解。因生产调整公司安排了2 万m3/h制氧机组停车冷备用，利用停车冷备机会对各冷却器、过滤器进行了拆检和清洗，由于冷备时间不长，对其他部位未做检修。冷备结束后按生产安排启动空压机，启动开始阶段空压机状况和各运行参数正常，当主油泵投入正常工作后，投油压联锁停电动辅助油泵备用。但辅助油泵停止运行后，油压迅速下降，当油压下降至0.11 MPa 时电动辅油泵自动投入了运行，油压上升到0.25 MPa 时联锁自停，并随着油压的上下波动频繁启停。为查找故障原因，操作人员修改高值联锁，让辅助油泵一直保持启动状态，此时油压能稳定在0.27 MPa 运行，一旦将联锁值改回设计值，故障便重复出现。

2 故障原因分析

2.1 油系统原理

2 万m3/h 机组COOPER 空压机油站设置有1 台轴头主油泵和1 台电动辅助油泵，当空压机启动轴头主油泵工作正常前，由电动辅助油泵供油；当主油泵正常投用后，电动辅助油泵停止运行，投入联锁后备用。2 个油泵共用的设备有冷油器、温控阀、双联油过滤器等，油系统工作原理图见图1。

图1 COOPER空压机油系统简图

2.2 故障原因排查

根据COOPER 空压机油系统简图分析，空压机油系统出现电动辅助油泵频繁联锁启停的故障，主要有以下几个方面的原因：

（1）主油泵故障；

（2）主油泵吸不上油；

（3）辅助油泵出口止回阀故障；

（4）主油泵联轴器断裂；

（5）油过滤器、回油阀等其他原因。

2.3 针对性锁定故障点

空压机停止运行后对油系统进行了检查，轴头主油泵联轴器完好，油系统外观检查未发现明显问题。此次停车冷备前2 万m3/h制氧机组各运行参数正常，空压机运行正常。查阅冷备期间2 万m3/h 机组检修记录，在机组冷备停车后只安排对冷却器、双联油过滤器进行了拆检和清洗，与油系统相关的部位只有冷油器和双联油过滤器。

考虑到空压机启动前电动辅助油泵单独运行时，系统润滑油压为0.17 MPa，跟停车冷备前的参数一样，由此判断主油泵和电动辅助油泵共用的油管路系统工作正常，可以排除是双联油过滤器、回油阀等部位堵塞或泄漏。空压机启动后，主油泵投入工作，两台油泵并联运行时润滑油压达到0.27 MPa，比单台电动辅助油泵运行时油压有明显提高，由此能够判断主油泵工作基本正常，吸油管和油泵内部出故障可能性不大，故障的焦点落在电动辅助油泵出口止回阀上。

3 故障处理过程

3.1 拆开检查找问题

根据以上故障原因分析，下一步有针对性地对怀疑的故障部位进行处理。按照分析的结果对电动辅助油泵出口止回阀安排进行拆检，拆开后发现出口止回阀对开的阀瓣只剩下1 块，掉落的1 块冲入了油管。此次故障的原因彻底明晰，由于电动辅助油泵出口止回阀阀瓣掉落导致无法关闭，此故障在电动辅助油泵运行时无任何影响，当主油泵投用电动辅助油泵停止运行后，系统中的油通过止回阀、辅助油泵本体泄漏回油箱中，使得系统油压降低，当油压降低至联锁低值时，辅助油泵联锁启动，系统油压升高。当系统油压达到联锁高值时，辅助油泵又联锁停止。随着电动辅助油泵连续联锁启停，故障重复出现。

3.2 故障处理

根据现场管路走向分析，判断掉落的阀瓣可能卡在冷油器之前的管道拐弯处，于是现场对管路进行了拆检，找到了掉落的阀瓣，同时对损坏的止回阀进行了更换。重新开车，电动辅助油泵重复联锁启停的故障不再出现，油系统恢复正常。

这次检修中还在油管中找到另外一个掉落的止回阀阀瓣，按图1对油系统进行分析，掉落的阀瓣应该属于油系统中其余4 个止回阀的部件之一，说明此次故障并非偶发，而是由于止回阀阀瓣中间夹层橡胶材料长期在高温油中运行，使用一定时间后发生老化断裂所致。

COOPER 空压机油系统管件大多采用螺纹连接，本次拆检电动辅助油泵出口止回阀拆除范围比较大，由于管道中存油较多，给检修带来一定的困难，漏油对检修现场影响比较大。为解决此类问题，方便对油系统管路进行拆检，可以考虑在管路的最低点增加一个放油阀，用于在检修时放空管路系统存油。

4 故障反思

此次故障原因比较简单，处理也不复杂。结合以前曾经发生的两万制氧机组COOPER 空压机轴头主油泵联轴器断裂，导致机组停车的一起设备事故反思，本次故障处理除了通过对故障现象有针对性进行原因分析，准确判断故障点快速排除故障之外，还有以下两点反思。

4.1 故障处理要基于系统分析

对于出现的设备故障不能对系统进行盲目的拆检，要先对可能造成故障的部位进行全面分析，在认真分析的基础上有针对性地进行处理，这样可以提高故障处理的及时性和准确性，避免因拆检造成新的问题而延长处理时间，同时可以减少无谓的工作量，降低检修费用。

4.2 进一步关注设备寿命周期管理

这次故障处理加深了对设备寿命周期管理重要性的认识。进口设备及零部件的质量一直是比较让人放心的，忽视了对运行寿命的关注。上次COOPER空压机轴头主油泵联轴器在运行中发生断裂，造成机组停车，那次事故引起了对进口设备中类似橡胶联轴器之类的零部件寿命的注意，根据实际运行时间对橡胶联轴器制定了5年的寿命周期纳入管理，但接下来的工作中对其他一些零部件的寿命周期管理并未引起足够的重视。这次止回阀阀瓣中间夹层橡胶材料断裂，导致了阀瓣脱落引起的油系统故障，再一次提醒在设备管理中要对关注进口设备中容易忽视的零部件寿命周期的管理。

5 结束语

对于一些运行可靠性高的设备，在其长周期运行的背后，也应该看到零部件长期未更换或未及时维保带来的风险，特别是使用年限接近寿命周期的一些零部件，更应该引起高度关注。