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摘要：介绍了一起由主机轴承磨损失修引起的螺杆式空压机抱死事故，分析了事故原因并提出改进措施。
关键词：螺杆式空压机；抱死；分析；措施
中图分类号：C35文献标识码： A
Abstract: This paper introduces an accident of screw type air compressor lock braking， caused by wear of the host bearing in disrepair. the accident reason is analyzed and the concrete countermeasures is put forward.Key words：screw type air compressor；lock braking；analysis；countermeasures
1. 引言
空冷式螺杆空压机具有结构简单、磨损小、寿命长、控制简单、可靠性高等优点而被广泛应用。制水系统采用2台英格索兰ML45型空冷式螺杆空压机提供压缩空气。自2007年5月运用5年以来，压缩机组运转一直稳定，为制水系统提供了良好的气源。近期发生了一起螺杆空压机抱死事故，因修复困难，成本高，最后导致整个螺杆主机报废。
2故障现象
2012年05月，某电厂制水系统空压机启动2分钟后报故障，空压机电源掉闸，操作屏幕同时失电。现场检查空压机转子无法转动，随后将该空压机进行了解体检修。经解体后发现阳转子与机壳发生严重烧结现象，同时轴承座、机身内壁及螺杆端面出现磨损及裂纹，阳转子轴和前轴承挡变色严重，阳转子与前轴承侧箱体烧结。阳转子与后轴承座端盖发生摩擦，将轴承座端盖磨进去很深的一块，后轴承座磨出约1 mm 左右的深槽。
ML45空压机解体后损坏前后对比照片
为了尽最大可能修复该空压机，某电厂尝试用压力机对已经烧结在一起的阳转子与机壳进行强制分离，但未能成功。从图可以看出阳转子与轴承座分离后，轴承座彻底损坏，阳转子轴颈处仍粘结部分轴承座。
3 原因分析：
螺杆空压机转子轴向窜动，致使转子端面与轴承挡、轴承座接触乃至摩擦烧结的原因很多，但是主要可以归纳为： （1）转子移位。主要是转子没有定期进行大修保养，转子的对中慢慢偏移导致不平衡卡死；
（2）向心轴承磨损。每个转子共有2盘向心推力轴承，主要用于转子的轴向定位。发生磨损后，间隙变大无法准确固定阳转子位置，阳转子轴向间隙变大，并发生窜动。
（3）润滑油品质差。润滑油品质变差一方面与润滑油中含有大量粉尘、金属颗粒等杂质有关，这主要是由于空气过滤器、油过滤器没有进行定期清洗或更换；另一方面也与空压机运行中油温偏高有关，这主要是与空冷式螺杆空压机特有的板翅式冷却器频繁堵塞，冷却效果不佳有关。轴承磨损（除正常磨损外），润滑系统恶化是主要原因，润滑油粘稠度、粉尘颗粒物等超标等都会加剧轴承的磨损。 （4）异物进入主机中。螺杆式空压机阴阳转子之间的配合间隙非常微小，最小处不超过0.2mm，即使1毫米大小的铁屑掉进主机中，也可能直接导致叶轮卡死。如果机体内有过大的杂物，必将造成机体损伤或转子咬死而造成主机报废。
某电厂结合上述可能的4个原因，逐个进行了排查。
首先，对事故空压机阴阳转子的对中情况进行了检查，转子中心偏差不超过0.02mm，转子对中在允许范围内。从空压机解体情况来看，阴阳转子本体均没有明显损伤，因此排除异物进入机体的可能。
其次，查询事故空压机DCS运行历史曲线，空压机启动2分钟后其主机排气温度线性上升至51℃，而ML45型空压机正常工作时的排气温度在85-98℃，最高至110℃跳机。而空压机排气温度远没有到高温报警，说明轴承没有断油。因此不存在空压机启动后轴承断油的情况。
最后，检查2盘向心推力轴承，发现其滚道存在磨损和游隙增大的迹象。运转中的轴承表面总是存在摩擦和磨损。由于磨损脱落的金属颗粒非常小，其能与润滑油一同在系统中循环，所以润滑油中金属颗粒的含量能直接反映轴承的磨损程度。因此分别从事故空压机和另一台正常运行的空压机抽取润滑油样进行化验分析，见表1。
表1 事故空压机与正常空压机润滑油样化验结果对比
化验项目 试验标准/方法 单位 事故空压机油样 正常空压机油样
铁(Fe) ASTM D6595 mg/kg 17 2.3
铜(Cu) ASTM D6595 mg/kg 24 7.0
从表1可以看出，事故空压机润滑油中的铁、铜等金属离子含量远远超过另一台正常运行的空压机。由此可知，事故空压机的向心推力轴承在此之前已经磨损严重。
按照厂家规定空压机每运行20000小时就需要进行大修1次，而事故空压机已经运行5年近25000小时。因此事故空压机主机烧死的主要原因在于年久失修，阳转子的向心推力轴承磨损老化磨损严重，导致阳转子轴向间隙变化超出限值，间隙变大无法准确固定阳转子位置。空压机启动后阳转子发生轴向窜动，阳转子后端面先和后轴承座发生接触并摩擦，并最终致使阳转子前端面与前轴承座摩擦烧结。
4改进措施及建议
空压机烧损原因查明后，某电厂迅速制定措施，进一步明确了螺杆式压缩机组日常维护要求。
（1）按照厂家要求定期对空压机大修。本次空压机烧损事故主要是因为未遵循定修标准，空压机欠维修。随着空压机运行时间的推移，轴承老化磨损严重是必然的问题，当轴承磨损及主机配合间隙超过允许的极限量后，主机内部转子与前后端面之间、转子与主机壳体之间会发生磨擦，就会发生严重后果。
（2）确保空压机工作环境的空气质量。事故空压机房位于某电厂砖厂旁，空压机房内容易积灰积尘，工作环境较为恶劣。而风冷式空压机运行时形成负压，环境空气中的粉尘不断聚集到空压机主机和润滑油内，加重了轴承的磨损。因此，在空压机房加装了过滤网，最大限度的去除环境空气中的粉尘。
（3）定期更换空气过滤芯等易损件。空气过滤芯主要是用来过滤粉尘，环境越恶劣其寿命越短，过滤效果效果就愈差。如果没有及时更换（或者清理）空气滤芯，粉尘就会穿透滤芯进入主机污染润滑油系统，油的粘度会变大，变质的潤滑油会加速零件磨损。因此将每天读取空气过滤器的真空指示器纳入到日常点检（确认滤芯真空指示器有无堵塞），做到对隐患预知预判。
（4）定期化验和检查润滑油。每半年抽取主机润滑油进行化验，检测润滑油中的铁、铜等金属离子含量，以便及时掌握轴承的磨损情况。风冷式空压机采用板翅式油冷却器，压缩机产生的绝大部分热量由润滑油带走，并在油冷却器中通过风扇强制对流的方式传递给环境。如果发生缺油、冷却器堵塞等情况，就会影响冷却效果，使机组排气温度过高，降低润滑油品质和使用寿命。为防止主机油过滤系统堵塞和散热系统能力下降，对润滑油系统要定期检查和补充润滑油，还应注意更换和清洗堵塞的油过滤芯、板翅式油冷却器。
5结语
某电厂采用的英格索兰ML45型螺杆式空气压缩机组投用5年以来，性能非常稳定。本次空压机烧损事故，充分暴露了设备管理上存在的漏洞，这完全是一起未遵照使用手册进行定期保养而导致主机报废的惨痛事故。因此，在以后的工作中仍需要进一步加强对压缩机组的日常维护保养和定期检修，为更好地保证辅机系统可靠性提供支持，确保设备安全运行。
参考文献：
[1]安文英．空压机轴振动原因分析及处理[J]．风机技术，2007，(4)：64-70.
[2]李娟．英格索兰空气压缩机频繁跳车原因分析[J]．压缩机技术，2007，(4)：50-51.
[3]师敬波．大型气体除灰空压机烧损原因分析及对策[J]．电力技术，2009，(9)：55-57.
作者简介：马骁雄(1986- )，男，河北唐山人，助理工程师，主要从事火电厂辅机设备点检工作
关键词：螺杆式空压机；抱死；分析；措施
中图分类号：C35文献标识码： A
Abstract: This paper introduces an accident of screw type air compressor lock braking， caused by wear of the host bearing in disrepair. the accident reason is analyzed and the concrete countermeasures is put forward.Key words：screw type air compressor；lock braking；analysis；countermeasures
1. 引言
空冷式螺杆空压机具有结构简单、磨损小、寿命长、控制简单、可靠性高等优点而被广泛应用。制水系统采用2台英格索兰ML45型空冷式螺杆空压机提供压缩空气。自2007年5月运用5年以来，压缩机组运转一直稳定，为制水系统提供了良好的气源。近期发生了一起螺杆空压机抱死事故，因修复困难，成本高，最后导致整个螺杆主机报废。
2故障现象
2012年05月，某电厂制水系统空压机启动2分钟后报故障，空压机电源掉闸，操作屏幕同时失电。现场检查空压机转子无法转动，随后将该空压机进行了解体检修。经解体后发现阳转子与机壳发生严重烧结现象，同时轴承座、机身内壁及螺杆端面出现磨损及裂纹，阳转子轴和前轴承挡变色严重，阳转子与前轴承侧箱体烧结。阳转子与后轴承座端盖发生摩擦，将轴承座端盖磨进去很深的一块，后轴承座磨出约1 mm 左右的深槽。
ML45空压机解体后损坏前后对比照片
为了尽最大可能修复该空压机，某电厂尝试用压力机对已经烧结在一起的阳转子与机壳进行强制分离，但未能成功。从图可以看出阳转子与轴承座分离后，轴承座彻底损坏，阳转子轴颈处仍粘结部分轴承座。
3 原因分析：
螺杆空压机转子轴向窜动，致使转子端面与轴承挡、轴承座接触乃至摩擦烧结的原因很多，但是主要可以归纳为： （1）转子移位。主要是转子没有定期进行大修保养，转子的对中慢慢偏移导致不平衡卡死；
（2）向心轴承磨损。每个转子共有2盘向心推力轴承，主要用于转子的轴向定位。发生磨损后，间隙变大无法准确固定阳转子位置，阳转子轴向间隙变大，并发生窜动。
（3）润滑油品质差。润滑油品质变差一方面与润滑油中含有大量粉尘、金属颗粒等杂质有关，这主要是由于空气过滤器、油过滤器没有进行定期清洗或更换；另一方面也与空压机运行中油温偏高有关，这主要是与空冷式螺杆空压机特有的板翅式冷却器频繁堵塞，冷却效果不佳有关。轴承磨损（除正常磨损外），润滑系统恶化是主要原因，润滑油粘稠度、粉尘颗粒物等超标等都会加剧轴承的磨损。 （4）异物进入主机中。螺杆式空压机阴阳转子之间的配合间隙非常微小，最小处不超过0.2mm，即使1毫米大小的铁屑掉进主机中，也可能直接导致叶轮卡死。如果机体内有过大的杂物，必将造成机体损伤或转子咬死而造成主机报废。
某电厂结合上述可能的4个原因，逐个进行了排查。
首先，对事故空压机阴阳转子的对中情况进行了检查，转子中心偏差不超过0.02mm，转子对中在允许范围内。从空压机解体情况来看，阴阳转子本体均没有明显损伤，因此排除异物进入机体的可能。
其次，查询事故空压机DCS运行历史曲线，空压机启动2分钟后其主机排气温度线性上升至51℃，而ML45型空压机正常工作时的排气温度在85-98℃，最高至110℃跳机。而空压机排气温度远没有到高温报警，说明轴承没有断油。因此不存在空压机启动后轴承断油的情况。
最后，检查2盘向心推力轴承，发现其滚道存在磨损和游隙增大的迹象。运转中的轴承表面总是存在摩擦和磨损。由于磨损脱落的金属颗粒非常小，其能与润滑油一同在系统中循环，所以润滑油中金属颗粒的含量能直接反映轴承的磨损程度。因此分别从事故空压机和另一台正常运行的空压机抽取润滑油样进行化验分析，见表1。
表1 事故空压机与正常空压机润滑油样化验结果对比
化验项目 试验标准/方法 单位 事故空压机油样 正常空压机油样
铁(Fe) ASTM D6595 mg/kg 17 2.3
铜(Cu) ASTM D6595 mg/kg 24 7.0
从表1可以看出，事故空压机润滑油中的铁、铜等金属离子含量远远超过另一台正常运行的空压机。由此可知，事故空压机的向心推力轴承在此之前已经磨损严重。
按照厂家规定空压机每运行20000小时就需要进行大修1次，而事故空压机已经运行5年近25000小时。因此事故空压机主机烧死的主要原因在于年久失修，阳转子的向心推力轴承磨损老化磨损严重，导致阳转子轴向间隙变化超出限值，间隙变大无法准确固定阳转子位置。空压机启动后阳转子发生轴向窜动，阳转子后端面先和后轴承座发生接触并摩擦，并最终致使阳转子前端面与前轴承座摩擦烧结。
4改进措施及建议
空压机烧损原因查明后，某电厂迅速制定措施，进一步明确了螺杆式压缩机组日常维护要求。
（1）按照厂家要求定期对空压机大修。本次空压机烧损事故主要是因为未遵循定修标准，空压机欠维修。随着空压机运行时间的推移，轴承老化磨损严重是必然的问题，当轴承磨损及主机配合间隙超过允许的极限量后，主机内部转子与前后端面之间、转子与主机壳体之间会发生磨擦，就会发生严重后果。
（2）确保空压机工作环境的空气质量。事故空压机房位于某电厂砖厂旁，空压机房内容易积灰积尘，工作环境较为恶劣。而风冷式空压机运行时形成负压，环境空气中的粉尘不断聚集到空压机主机和润滑油内，加重了轴承的磨损。因此，在空压机房加装了过滤网，最大限度的去除环境空气中的粉尘。
（3）定期更换空气过滤芯等易损件。空气过滤芯主要是用来过滤粉尘，环境越恶劣其寿命越短，过滤效果效果就愈差。如果没有及时更换（或者清理）空气滤芯，粉尘就会穿透滤芯进入主机污染润滑油系统，油的粘度会变大，变质的潤滑油会加速零件磨损。因此将每天读取空气过滤器的真空指示器纳入到日常点检（确认滤芯真空指示器有无堵塞），做到对隐患预知预判。
（4）定期化验和检查润滑油。每半年抽取主机润滑油进行化验，检测润滑油中的铁、铜等金属离子含量，以便及时掌握轴承的磨损情况。风冷式空压机采用板翅式油冷却器，压缩机产生的绝大部分热量由润滑油带走，并在油冷却器中通过风扇强制对流的方式传递给环境。如果发生缺油、冷却器堵塞等情况，就会影响冷却效果，使机组排气温度过高，降低润滑油品质和使用寿命。为防止主机油过滤系统堵塞和散热系统能力下降，对润滑油系统要定期检查和补充润滑油，还应注意更换和清洗堵塞的油过滤芯、板翅式油冷却器。
5结语
某电厂采用的英格索兰ML45型螺杆式空气压缩机组投用5年以来，性能非常稳定。本次空压机烧损事故，充分暴露了设备管理上存在的漏洞，这完全是一起未遵照使用手册进行定期保养而导致主机报废的惨痛事故。因此，在以后的工作中仍需要进一步加强对压缩机组的日常维护保养和定期检修，为更好地保证辅机系统可靠性提供支持，确保设备安全运行。
参考文献：
[1]安文英．空压机轴振动原因分析及处理[J]．风机技术，2007，(4)：64-70.
[2]李娟．英格索兰空气压缩机频繁跳车原因分析[J]．压缩机技术，2007，(4)：50-51.
[3]师敬波．大型气体除灰空压机烧损原因分析及对策[J]．电力技术，2009，(9)：55-57.
作者简介：马骁雄(1986- )，男，河北唐山人，助理工程师，主要从事火电厂辅机设备点检工作