大型螺桿轉(zhuǎn)子突然抱死怎么辦？

故障概述

GML95型雙螺桿壓縮機是30萬噸/年聚烯烴裝置的常用機型。K-8200風機，型號GML95，每天不定時啟動，主要用于B線摻混，每次運行4-5小時，每天運行2-3次，故障發(fā)生前累計運行7900小時。輸送能力為4722Nm3/h，轉(zhuǎn)速為7351rpm,軸功率243kW，入口liuliang6529m3/h。

故障發(fā)生后，調(diào)閱當天的風機運行的電流，運行曲線如下：

05：48 啟動風機，進行摻混倒倉操作。

10：36 摻混倒倉完成，風機空載運行。

12：05 進行摻混倒倉操作。

16：22 風機出口電流高報跳車。內(nèi)操發(fā)現(xiàn)摻混風機電流突然上漲至高報，風機停機。班組隨即通知裝置管理人員，將設備斷電。裝置管理人員按照檢查程序脫開聯(lián)軸器，進行設備盤車，無法盤動，初步判斷為軸承或轉(zhuǎn)子損壞，迅速聯(lián)系維保人員拆檢。

通過拆檢，解體檢查發(fā)現(xiàn)：

1.1驅(qū)動軸及軸承未見明顯異常；

1.2軸承箱齒輪未見明顯損傷；

1.3陰陽轉(zhuǎn)子嚙合密封線部位有磨損（見標注1）；陽轉(zhuǎn)子非驅(qū)動端端面磨損嚴重（見標注2）；靠近轉(zhuǎn)子兩側端部的陰陽轉(zhuǎn)子密封線配合型線磨損嚴重（見標注3）

1.4 機殼（陽轉(zhuǎn)子非驅(qū)端處）出現(xiàn)三處裂紋

1.5 陽轉(zhuǎn)子非驅(qū)動端調(diào)心滾子軸承（起軸向定位作用）外圈與定位盤磨損（見標注5）軸承外圈安裝定位環(huán)上的銷釘已變形（見標注6）

1.6 陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列。

1.7 轉(zhuǎn)子軸裝密封處出現(xiàn)約1/6周長的燒痕，

1.8 轉(zhuǎn)子端面有約2/3圓周與殼體端發(fā)生磨損。

1.9 主轉(zhuǎn)子軸彎曲偏離中心2.7mm；副轉(zhuǎn)子軸彎曲偏離中心2.0mm。

2.0 主、副轉(zhuǎn)子外圓均直徑磨小約2.9mm。

2故障原因分析

綜合拆檢情況，對故障可能產(chǎn)生的原因進行分析如下：

2.1 結合潤滑油油質(zhì)分析結果為合格，油品更換周期4000小時未到，油壓3.2bar在要求范圍內(nèi)（1.8-5.5bar），且油壓設有聯(lián)鎖停機，初步判斷潤滑情況良好；排除潤滑不良引起的軸承損壞造成的抱軸。

2.2 根據(jù)巡檢記錄，風機入口壓力-30kPa，大于廠家要求的-45kPa值，且現(xiàn)場檢查入口濾網(wǎng)，未發(fā)現(xiàn)有破損情況，各項參數(shù)均顯示正常，現(xiàn)場巡檢時，未發(fā)生異響，排除壓縮機內(nèi)進入異物導致轉(zhuǎn)子抱死。

2.3 根據(jù)風機的拆檢情況：整體來看，陰陽轉(zhuǎn)子倆端面處磨損嚴重，中心處磨損較輕；陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列；非驅(qū)動端軸承保持相對完好，內(nèi)側止推軸承與定位盤有受力磨損痕跡，軸承外圈安裝定位環(huán)上的銷釘已變形；轉(zhuǎn)子端面有約2/3圓周與殼體端發(fā)生磨損；轉(zhuǎn)子軸裝密封處出現(xiàn)約1/6周長的燒痕；說明轉(zhuǎn)子在高速運轉(zhuǎn)過程中不是整體的軸向串動，而是轉(zhuǎn)子嚙合過程發(fā)生傾斜，轉(zhuǎn)子徑向方向發(fā)生位移變形。

2.3 從運行分析來看。由于壓縮機運轉(zhuǎn)中出口溫度高，壓力大，再加上轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達7351rpm,對陰陽轉(zhuǎn)子頂間隙，端面間隙，相互嚙合間隙要求極高。轉(zhuǎn)子在運轉(zhuǎn)中，由于轉(zhuǎn)子變形，發(fā)生轉(zhuǎn)子嚙合摩擦和端面與殼體端面瞬間摩擦，造成局部溫度瞬間升高，使得陰陽轉(zhuǎn)子嚙合間隙和端面間隙更加變小，瞬間抱軸。

綜上，聯(lián)系到驅(qū)動端徑向軸承保持架損壞，軸承滾柱變形、磨損并混亂排列，推斷驅(qū)動端徑向軸承在運行過程中失效是造成設備故障的主要原因。

2.4 驅(qū)動端徑向軸承運行中的失效原因

考慮到類似的設備故障、故障部位以及使用的環(huán)境，失效的原因主要有以下幾個方面：

2.4.1 陽轉(zhuǎn)子驅(qū)動端軸承可能存在缺陷。

2.4.2 螺桿壓縮機在力的計算或軸承選用上可能失當。

2.4.3 該螺桿壓縮機沒有外置潤滑油泵，只是在軸的末端帶有潤滑油泵，壓縮機在啟動瞬間，該設備軸承沒有油的注入，潤滑上存在隱患，尤其是頻繁啟動，更加加速軸承的失效。

2.4.4 裝置生產(chǎn)整體負荷較高，達到了120%，加速了軸承的失效。

2.4.5 潤滑油故障。機器位于高寒環(huán)境地域，冬季寒冷時節(jié)溫度達零下30余度，嚴重影響潤滑油流動性。加之，該機器原裝軸承潤滑噴嘴噴油通徑只有0.06mm，當遭遇極寒冷時段，在潤滑油流動性變差條件下，機器初始啟動的一個時段內(nèi)，軸承少油甚至失油是，軸承受損亦成必然。隨著軸承受損程度積累，機器高速運行，不確定誘因?qū)е滤查g軸承崩潰的幾率大增，亦會出現(xiàn)寒冷季節(jié)軸承少油、失油導致的軸承損傷，在非寒冷季節(jié)軸承崩潰。一般情況下，寒冷季節(jié)因潤滑油流動性變差導致軸承少油、失油致使軸承損傷崩潰，常發(fā)生在寒冷季節(jié)。

3缺陷修復

3.1 轉(zhuǎn)子軸修復，由于轉(zhuǎn)子軸彎曲，轉(zhuǎn)子外圓不規(guī)則磨損，轉(zhuǎn)子失去參考中心，且沒有完整的位置可做中心基準。我們采用冷焊工藝，補足轉(zhuǎn)子軸尺寸，以原始未磨損的部分轉(zhuǎn)子凹槽點為基準點，反復調(diào)整同圓周上四（六）個凹槽點，使之處在同一圓周上，再用不同位置的凹槽點進行校驗，以此反復，直至確保轉(zhuǎn)子中心找正；固定轉(zhuǎn)子軸后，在轉(zhuǎn)子軸兩端車成基準位，以此為基準位，在轉(zhuǎn)子軸兩端完成打轉(zhuǎn)子中心孔，車、磨等，恢復轉(zhuǎn)子軸原始尺寸參數(shù)。

3.2 轉(zhuǎn)子葉外圓、葉面修復，轉(zhuǎn)子葉外圓修復，采用壓片滾焊修補工藝，根據(jù)外圓磨損輪廓，把不同厚度的壓片，剪成與轉(zhuǎn)子葉外圓磨損部位形狀完全相同的壓片，逐層滾焊，堆出與原始轉(zhuǎn)子曲面一致的滾焊層，修磨拋光即可；轉(zhuǎn)子葉面修補，先制作一個與兩轉(zhuǎn)子中心距完全一致工裝，把磨損轉(zhuǎn)子固定，以此測量轉(zhuǎn)子葉面不同部位的磨損量，根據(jù)不同部位轉(zhuǎn)子葉面磨損量，選取0.05~0.20mm不同標準壓片，滾焊至合格尺寸，拋光即可。

3.3 外殼修復，采用冷焊工藝，補焊至設計厚度后，鏜、珩磨之合格。

3.4 機身一體端蓋裂紋修復，采用鉆孔連續(xù)鑲螺絲方法修補至合格。

3.5 其他部位修復，均采取冷焊、車、鏜、磨常規(guī)方法修復至合格。

4效果

該機損壞程度，經(jīng)尋找多個廠家試圖修復，均被報廢，后經(jīng)我公司與陜西關中壓縮機制造有限公司工程師劉安才聯(lián)合攻關，采用上述方法修復后，該機運行各項參數(shù)合格。截止目前，已穩(wěn)定運行3000余小時，未出現(xiàn)瑕疵。

5預防措施

為預防類似壓縮機故障的產(chǎn)生，需要加強風機的日常操作維護。

5.1 對設備來講，振動為故障之源，要堅持做好壓縮機振動測量并記錄，觀察趨勢。發(fā)現(xiàn)趨勢狀態(tài)變差，要及時停車進行維修維護；

5.2 各加強巡檢，檢查風機運行情況及各參數(shù)，是否有異響；

5.3 嚴格按照廠家要求的油品更換周期4000小時更換新油、油濾，確保潤滑合格。

5.4 確保空濾等備件合格，并嚴格按照求4000小時更換空濾，若環(huán)境較差，應加大清理或更換頻次，保證無異物吸入；

5.5 冬季及時投運隔音罩內(nèi)暖氣，保證壓縮機本體的啟動溫度15度以上，防止?jié)櫥偷蜏亓鲃有宰儾睿瑢е螺S承少油、失油。

5.6 加強與螺桿壓縮機制造商的溝通，就壓縮機在力的計算或軸承選用進行探討。

5.7 在滿足裝置生產(chǎn)的條件下，盡量減少啟動頻次和增加送料摻混時間，以減小壓縮機負荷量。

5.8 定期做好檢修維護和保養(yǎng)。

空壓機溫度過高是怎么回事

1. 環(huán)境溫度過高對螺桿空壓機的兩方面影響

A：溫度越高，空氣越是稀薄(就好像空壓機在高原地區(qū)效率低一樣)，造成空壓機工作效率下降，使空壓機更多時間處于加載狀態(tài)，帶更多負載，造成空壓機產(chǎn)生的熱量更多，空壓機肯定溫度就更高。

B：一般空壓機設計的時候就有一個設計運行環(huán)境溫度(30-40度)，在設計運行環(huán)境溫度下運行空壓機一般溫度就快接近空壓機保護溫度，如果空壓機環(huán)境溫度高于設計運行環(huán)境溫度，就會tigao空壓機的溫度從而使空壓機到底甚至超過空壓機的停機溫度，從而造成空壓機高溫。

2. 空壓機系統(tǒng)缺油

可檢查油氣桶油位，在停機泄壓后，潤滑油處于靜態(tài)時，油位應比高油位標志H(或MAX)略高。在設備運行過程中，油位不能低于低油位標志L(或MIX)。如發(fā)現(xiàn)油量不足或觀察不到油位時，應立即停機加油。

3. 油停止閥(斷油閥)工作不正常

油停止閥一般為兩位兩通常閉電磁閥，起動時開啟，停機時關閉，以避免停機時油氣桶內(nèi)的油繼續(xù)噴入機頭，并從進氣口噴出。若該元件加載時不開啟，主機會因缺油迅速升溫，嚴重者會造成螺桿總成燒毀。

4. 機油過濾器問題

A:機油過濾器堵塞旁通閥又不開啟會造成空壓機油不能到達機頭，主機會因缺油迅速升溫。

B:機油過濾器堵塞liuliang變小，有一種情況就是空壓機因為熱量帶走的不是很完全空壓機溫度慢慢升高形成高溫，一種情況是空壓機卸載后空壓機高溫，因為空壓機在加載時內(nèi)部油壓高，空壓機油可以通過，而空壓機卸載后空壓機油壓力低空壓機油通過空壓機機油過濾器困難，liuliang太小從而造成空壓機高溫。

5. 熱控閥(溫控閥)工作失靈

熱控閥安裝于油冷卻器前方，其作用是維持機頭排氣溫度于壓力露點以上。其工作原理是剛開機時由于油溫較低，熱控閥支路開啟，主回路關閉，潤滑油不經(jīng)冷卻器直接噴入機頭;待溫度升至40℃以上，熱控閥逐漸關閉，油從冷卻器和支路流過;升高到80℃以上，該閥完全關閉，潤滑油則全部經(jīng)冷卻器再進入機頭，以大程度對潤滑油進行冷卻。

如果熱控閥出現(xiàn)故障，則潤滑油可能不經(jīng)冷卻器直接進入機頭，從而油溫無法下降，造成超溫。其失靈的主要原因，一是閥芯上的大小兩個熱敏彈簧疲勞后彈性系數(shù)改變，不能隨溫度變化而正常動作;二是閥體磨損，閥芯卡死或動作不到位而無法正常關閉。可根據(jù)情況修復或更換。

6. 檢查油量調(diào)節(jié)器是否正常，必要時可適當加大噴油量

噴油量在設備出廠時已調(diào)好，一般情況下不宜改變。

7. 機油超過使用時間，機油變質(zhì)

機油流動性變差，熱交換熱性能下降。造成空壓機機頭的熱量不能完全帶走造成空壓機高溫。

8. 檢查油冷卻器工作是否正常

對水冷式機型，可檢查其進出口水管的溫差，正常情況下應為5一8℃，低于5℃可能有結垢或堵塞現(xiàn)象，將會影響冷卻器的換熱效率，并造成散熱不良，此時可將換熱器拆下后進行清洗。

9. 檢查冷卻水入口溫度是否過高，水壓及l(fā)iuliang是否正常，對于風冷式機型則檢查環(huán)境溫度是否過高

冷卻水的入口溫度一般不應超過35℃，水壓在0.3一0.5MPA之間，liuliang應不小于規(guī)定liuliang的90%。環(huán)境溫度不應高于40℃。如果達不到上述要求，可通過安裝冷卻塔、改善室內(nèi)通風、加大機房空間等辦法解決。還可檢查冷卻風扇工作是否正常。如有故障應進行檢修或更換。

10. 風冷機組檢查

風冷機組主要檢查進出油溫相差是否在10度左右，如果小于這個值則應檢查散熱器表面翅片是否臟堵，如果臟堵可用潔凈空氣吹干凈散熱器表面粉塵，并檢查散熱器翅片是否腐蝕，腐蝕厲害的話則有必要考慮更換散熱器總成，內(nèi)部管道是否有臟堵現(xiàn)象，若有此現(xiàn)象則可用循環(huán)泵循環(huán)帶一定酸性藥水清洗，一定要注意藥水濃度，以及循環(huán)時間，避免散熱器因藥水腐蝕造成散熱器穿腔。

11. 風冷機風扇問題

風冷機風扇問題有風扇不轉(zhuǎn)，風扇反相，2個風扇只開了一個等。

12. 風冷機型客戶安裝的排風管道方面的問題

有排風管道過風面過小，排風管道過長，排風管道中間彎道過多，排風管道過長中間彎道多有沒有安裝抽風機，抽風機liuliang小于空壓機原配散熱風扇。

13. 溫度傳感器讀數(shù)不準

14. 電腦讀數(shù)不準

15. 機頭問題

一般空壓機機頭軸承要求在小時更換，因為空壓機的間隙，平衡都是靠軸承來保證的，如果軸承的磨損增大，就會造成空壓機機頭產(chǎn)熱量增加，造成空壓機高溫。

16. 潤滑油規(guī)格不正確或品質(zhì)較差

螺桿機的潤滑油均有嚴格要求，不能隨意代用，應以設備使用說明書中的要求為準。

17. 檢查空氣過濾器是否堵塞

空氣過濾器堵塞會引起空壓機負載量過大，長期處于加載狀態(tài)，會引起高溫。可依據(jù)壓差開關的報警信號檢查或更換。一般空氣過濾器堵塞先造成的問題就是產(chǎn)氣量減少，空壓機高溫是次要的表現(xiàn)。

18. 檢查壓力是否過高

系統(tǒng)壓力一般在出廠時都已調(diào)定，如確需調(diào)整時，應以設備銘牌標定的額定產(chǎn)氣壓力為準。若調(diào)整過高，則由于機器的負荷增加，會引發(fā)超溫現(xiàn)象。這個也和上一個原因一樣，空壓機高溫是次要表現(xiàn)，主要表現(xiàn)為空壓機電機電流升高，空壓機保護停機。