孫連杰

（淄博齊魯比歐西氣體有限責任公司）

摘　要：介紹齊魯比歐西KDON-45000/30000型空分設備在事故跳車時，發(fā)生的一起膨脹機軸承損壞事故。分析事故發(fā)生的原因和采取的處理措施及其效果，闡述為避免類似事故再次發(fā)生的對策。

1　膨脹機設計參數(shù)

淄博齊魯比歐西有限責任公司新建KDON-45000/30000型空分設備，于2008年10月底完成整套空分設備試車，11月初開始試運行，2009年4-5月停車檢修。自2009年5月16日檢修后開車至今，已穩(wěn)定運行三年時間。

膨脹機為引進產(chǎn)品，型號為ETB210MS，其設計參數(shù)見表1。

2　軸承損壞過程和現(xiàn)象

某年11月19日03:34，因電網(wǎng)晃電，導致液氧泵停車，進入高壓板翅式換熱器的冷量驟減，引起高壓板翅式換熱器溫度升高，膨脹端進口溫度升高(Z高至－80.4℃)，膨脹機進口壓力升高(Z高至4.47MPa)。03:36膨脹機增壓端進口壓力2.84MPa(設計壓力2.74MPa)，出口壓力4.52MPa(設計壓力4.25MPa)。03:38膨脹機轉速達到Z高值(23306r/min)，但未跳車(轉速跳車值為26335r/min)，隨后相關參數(shù)均下降。

03:53膨脹端徑向軸承溫度突然從57.88℃上升至197.3℃，轉速為19771r/min，膨脹機因溫度高而聯(lián)鎖停車(跳車值110℃)，期間徑向軸承溫度Z高上升至206.04℃。膨脹端止推軸承溫度突然從62.03℃上升至95.97℃，轉速5879r/min。在此期間，回油油溫從43.36℃下降至42.81℃、油壓維持在289kPa，微有波動。

11月20日17:36和19:52，兩次啟動膨脹機，均因膨脹端軸振動值高而聯(lián)鎖停車(振動值分別為48.79μm和48.45μm，聯(lián)鎖跳車值48μm)，只能加溫檢修膨脹機。拆檢后發(fā)現(xiàn)膨脹端徑向軸承磨損嚴重，止推軸承磨損稍輕一點。更換徑向軸承和止推軸承后膨脹機開車正常。

3　軸承損壞原因分析

3.1軸承與軸的間隙在低溫狀態(tài)下過小

由于對于軸承的溫度監(jiān)測只有瓦塊的溫度監(jiān)測而沒有軸承座溫度的監(jiān)測，即使是在軸承瓦塊的溫度達到允許開機溫度時，軸承座的溫度低也會造成間隙過小。在實際運行中，經(jīng)過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)間隙壓力比膨脹端密封氣壓力高20kPa，而設計運行條件應為密封氣壓力比間隙壓力高5090kPa。在用密封氣減壓閥輸出壓力為0.051MPa，而實際膨脹端的間隙壓力為1.55MPa(設計值為1.66MPa)，不能有效地密封而隔絕來自冷端的冷量。由于密封氣壓力與間隙壓力出現(xiàn)負壓差，冷量傳遞至軸承座上，使整個軸承收緊、軸承間隙變小，Z終導致軸承損壞。膨脹機工藝流程如圖1所示。

在膨脹機開、停車時，轉子振動大造成迷宮密封間隙增大，膨脹端的冷量泄漏增大，造成膨脹端密封氣壓力小于間隙壓力，膨脹端的冷量泄漏，引起泄漏氣管道結霜，如果溫度低于－29℃，易使碳鋼管道低溫脆斷。如果冷量傳遞給潤滑油，引起潤滑油性能下降，流動性差和油膜形成不好，造成潤滑失效，Z終引起膨脹端軸承損壞。

3.2低溫氣體泄漏，使?jié)櫥宛ざ认陆?/p>

由于迷宮密封間隙大和密封氣壓力低，低溫氣體泄漏至軸承處，造成潤滑油黏度持續(xù)下降，當下降到極限值時，從量變到質(zhì)變，軸承溫度瞬間達到206℃，軸承燒壞。

4　預防措施

(1)增設軸承座溫度測點，以解決因軸承座溫度低而使軸承間隙減小的問題。

(2)盡量避免出現(xiàn)膨脹機緊急跳車狀況。在正常運行過程中，膨脹機一旦發(fā)生事故跳車，應迅速關閉膨脹機增壓端和膨脹端的出、入口閥，控制室及時調(diào)整高壓板翅式換熱器的負荷，控制膨脹機進口溫度高于－120℃;打開增壓端后冷卻器導淋閥，檢查是否有水排出;同時準備加熱膨脹機。

(3)在ITCC系統(tǒng)上增加膨脹機進口壓力波動的高報警聯(lián)鎖，如果壓力波動超過0.25MPa/min，立即降低膨脹機負荷，及時調(diào)整工況，避免在喘振區(qū)滯留。

(4)為進一步提高膨脹端進口溫度的控制有效性，增加進口溫度低報警信號(－120℃)和低聯(lián)鎖跳車功能(－130℃)。如果出現(xiàn)進口溫度低且操作人員調(diào)整未果的情況，能夠及時強制膨脹機跳車，阻止燒瓦事故發(fā)生。將膨脹端軸承溫度高聯(lián)鎖跳車值由110℃改為90℃。

(5)膨脹機在冷啟動時，泄漏氣排放溫度必須高于0℃，如低于0℃，則進行加溫處理。嚴格監(jiān)測膨脹端溫度，保證軸承箱(不僅僅是油溫)溫度高于20℃。

(6)膨脹機導氣時嚴格按照操作規(guī)程進行，緩慢打開進口閥，使升壓速率低于0.2MPa/min。待均壓后，方能完全打?進口閥，避免出現(xiàn)膨脹機倒轉的現(xiàn)象。

(7)將間隙壓力PI64225、密封氣壓力PI64226、間隙和密封氣壓差PDCV64227的監(jiān)控點由現(xiàn)場引至ITCC系統(tǒng)。膨脹機在冷啟動時，檢查膨脹側密封氣壓力要大于間隙壓力，如不能滿足要求，及時調(diào)整密封氣減壓閥的輸出壓力。故障發(fā)生后，更換減壓閥解決了間隙壓力和密封氣反差的問題，并調(diào)節(jié)到設計值(5090kPa)。

5　結束語

通過對膨脹機的軸承座增設溫度測點、更換密封氣減壓閥和實施嚴格的冷態(tài)開車操作規(guī)程后，膨脹機近年來又經(jīng)歷了三次類似情況下的突然跳車和冷態(tài)開車的考驗，各運行參數(shù)正常，各項指標均在設計范圍內(nèi)，為生產(chǎn)穩(wěn)定和獲取較高的經(jīng)濟效益做出了積極貢獻。

（來源：深冷技術）