孫連傑

（淄博（bó）齊魯比歐西氣體有限責任公司）

摘　要：介紹齊魯（lǔ）比歐（ōu）西KDON-45000/30000型空分設備在事故跳（tiào）車時，發生的一起膨脹機軸承損壞事故。分析事（shì）故發生的原因和采取的處理措（cuò）施及其（qí）效果，闡述為避免類（lèi）似事故再次發生的（de）對（duì）策。

1　膨脹機（jī）設計參數

淄博齊魯比歐西有限責任公司新建KDON-45000/30000型空分設備，於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（tíng）車檢修。自2009年5月16日檢修（xiū）後開車至今（jīn），已穩（wěn）定運（yùn）行三年時間。

膨脹機為引進產品，型號為（wéi）ETB210MS，其設計參數見表1。

2　軸承損壞過程和現象

某年11月19日03:34，因（yīn）電網晃電，導致液氧泵停（tíng）車，進入高壓板（bǎn）翅式換熱器的冷量驟減，引起高壓（yā）板（bǎn）翅式換熱（rè）器溫度升高，膨脹（zhàng）端進口溫度升（shēng）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（jì）壓力2.74MPa)，出口壓力4.52MPa(設計壓力（lì）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)，隨後相關參數均下降。

03:53膨脹端（duān）徑向軸承（chéng）溫度突然從57.88℃上升至197.3℃，轉（zhuǎn）速為19771r/min，膨（péng）脹機因溫度（dù）高而聯鎖停車(跳車（chē）值（zhí）110℃)，期間徑向（xiàng）軸承溫（wēn）度Z高上升至206.04℃。膨脹端止推軸承溫度突然從（cóng）62.03℃上升至95.97℃，轉速5879r/min。在（zài）此期間，回油油溫從（cóng）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（duān）軸振動（dòng）值高（gāo）而聯（lián）鎖停車(振動值（zhí）分別為48.79μm和48.45μm，聯鎖跳車值48μm)，隻能加溫檢修膨脹機。拆檢（jiǎn）後發現膨脹端徑（jìng）向軸（zhóu）承磨損嚴重，止（zhǐ）推軸承磨損稍（shāo）輕一點。更換徑向（xiàng）軸承和止推（tuī）軸承後膨脹機（jī）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（wēn）狀態下過小（xiǎo）

由於對於軸承（chéng）的溫度監測隻有瓦塊的溫度監測而（ér）沒有軸承座溫度的監測（cè），即（jí）使是在軸承瓦塊（kuài）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，經過（guò）監測發現間隙壓力比（bǐ）膨脹端密封氣（qì）壓力高20kPa，而設計運行條件應為密封氣壓力（lì）比間隙壓力高5090kPa。在用密封氣減壓閥輸出壓力為0.051MPa，而（ér）實際膨脹端的（de）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（de）冷量。由於密封氣壓力與間隙壓力（lì）出現負壓差，冷（lěng）量（liàng）傳（chuán）遞（dì）至軸承座上，使整個軸承收緊、軸（zhóu）承間隙變小（xiǎo），Z終導致（zhì）軸承損壞。膨脹機工藝（yì）流程如圖（tú）1所示。

在膨脹機開、停車時，轉子（zǐ）振動大造成迷宮密封間（jiān）隙增大，膨脹（zhàng）端的冷量泄漏增大，造成膨脹端密封氣壓力小於間（jiān）隙壓力，膨脹端的冷量泄漏，引起泄漏氣管道結霜，如果溫度低於－29℃，易使碳鋼（gāng）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（chà）和油膜形成不好，造成（chéng）潤滑失效，Z終引起膨脹端軸承損壞。

3.2低溫氣體（tǐ）泄漏，使潤滑油黏度下降

由於迷宮密（mì）封間隙大和（hé）密封氣壓力低，低溫氣體泄漏至軸承處，造成潤滑油黏度（dù）持續下（xià）降，當下降到極限值時，從量變到質變，軸承（chéng）溫度瞬（shùn）間達到206℃，軸承燒壞。

4　預防（fáng）措施

(1)增設軸承座溫度測點，以（yǐ）解（jiě）決因（yīn）軸（zhóu）承座溫度低而使軸承間隙減小的問題。

(2)盡（jìn）量（liàng）避免出（chū）現膨脹機緊急跳車狀況。在正常運行過程（chéng）中，膨脹機（jī）一旦發生事故跳車，應迅速關閉膨脹（zhàng）機增壓端和膨脹端（duān）的出、入口閥，控（kòng）製室及時調整高壓板翅式換熱器的負荷，控製（zhì）膨（péng）脹機進口溫度高（gāo）於－120℃;打開增壓端後冷卻器導淋閥，檢查是否有水排出;同時準備加熱膨脹機。

(3)在ITCC係統上增加膨脹機進口壓力波動的高報警聯鎖，如果（guǒ）壓力波動（dòng）超過0.25MPa/min，立即降低膨脹機負（fù）荷，及時調整（zhěng）工況，避免在喘振區滯（zhì）留。

(4)為進一步提高膨脹端進口溫度的控（kòng）製有（yǒu）效性，增加進口溫度低（dī）報警信號(－120℃)和低聯鎖跳車功能(－130℃)。如果出現進口溫度低且操作人員調整未果的情況，能夠及時強製膨脹機跳車，阻止燒瓦事故發生。將膨（péng）脹端軸承溫度高聯鎖跳車值由110℃改為90℃。

(5)膨脹機在冷啟動時，泄漏氣排（pái）放溫度必須高於0℃，如低於（yú）0℃，則進行加溫處理。嚴格監測（cè）膨脹端溫度，保（bǎo）證軸承箱(不僅僅是油溫)溫度高於20℃。

(6)膨（péng）脹機導氣（qì）時嚴格按照操作規程進行，緩慢打（dǎ）開進口閥，使升壓（yā）速率低於0.2MPa/min。待均壓後，方能完全打?進口（kǒu）閥（fá），避免出現膨脹機倒轉的現象。

(7)將間隙壓力PI64225、密封（fēng）氣壓力PI64226、間隙和密封氣（qì）壓（yā）差PDCV64227的監控點由現場引至ITCC係（xì）統。膨脹機在（zài）冷啟動時，檢查（chá）膨脹側密封氣壓力要（yào）大於間隙壓力，如不能滿足要求，及時調（diào）整密封氣減壓閥的輸出壓力。故障發生後，更換減壓閥解決了間隙壓力（lì）和密封氣反（fǎn）差的問題，並調節到設計值(5090kPa)。

5　結束語

通（tōng）過對膨脹（zhàng）機的軸承座（zuò）增設溫（wēn）度測點、更換密封氣減（jiǎn）壓閥和實施嚴格（gé）的冷態開車操作規程後，膨脹（zhàng）機（jī）近年（nián）來又經曆了三次類似情況下的（de）突然跳車（chē）和冷態開（kāi）車的（de）考驗，各運行參數正常，各項指標均在設計（jì）範圍內，為生產穩定和獲取較高的經濟效益做出了積極貢獻。

（來源：深冷技術）