【壓縮機(jī)網(wǎng)】河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠2020年7月份建成投產(chǎn)一套KDONAr-30000/12000/1000型空分裝置，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機(jī)制冷、規(guī)整填料上下塔、無(wú)氫制氬、氧氮外壓縮流程。為空分裝置提供原料空氣的EIZ100-4型離心壓縮機(jī)組，由壓縮機(jī)、齒輪箱、電動(dòng)機(jī)及潤(rùn)滑油系統(tǒng)、冷卻水系統(tǒng)等組成。該主機(jī)在二樓平臺(tái)上從南至北依次布置著壓縮機(jī)、齒輪箱、主電機(jī)，一樓是潤(rùn)滑油站。壓縮機(jī)是單軸等溫型，四級(jí)壓縮三級(jí)冷卻，設(shè)計(jì)空氣量15400Nm3/h、排氣壓力0.465MPa(G)、主機(jī)轉(zhuǎn)速5514r/min、軸功率11924kW，齒輪箱型號(hào)GS670-33型，由鄭州機(jī)械研究所有限公司生產(chǎn)，為平行軸雙斜齒硬齒面，輸入轉(zhuǎn)速1500r/min、輸出轉(zhuǎn)速5514r/min，額定功率13500kW，在齒輪箱高速軸自由端有一DP22-66AS型電動(dòng)盤車裝置，由22kW的盤車電機(jī)通過(guò)減速機(jī)、爪型離合器與高速齒輪軸連接，用于開(kāi)機(jī)前整臺(tái)機(jī)組的電動(dòng)盤車，盤車電機(jī)采用軟啟動(dòng)器控制啟動(dòng)；主電機(jī)采用上海電機(jī)廠T13500-4型同步電機(jī)。機(jī)組整體布置如下：

　　1、齒輪箱高速軸自由端軸承溫度異常升高

　　齒輪箱高低速轉(zhuǎn)子兩端軸承均為圓瓦，其下瓦側(cè)面上均有兩只預(yù)埋熱電阻用于監(jiān)控軸瓦溫度。該機(jī)組自2020年7月份投產(chǎn)，一直存在著高速軸自由端軸承溫度偏高的問(wèn)題，有時(shí)會(huì)升高或下降出現(xiàn)突升突降波動(dòng)，影響了主機(jī)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，齒輪箱另外三只軸承的六個(gè)溫度均正常平穩(wěn)。齒輪箱軸溫如下表：

　　2021年6月份最高溫度，TIAS3037、TISA3038分別為93.4℃、100.6℃，7月份分別是94.8℃、101.1℃，8月份分別是95.4℃、102.4℃。供油溫度指標(biāo)42+3℃，齒輪箱軸溫≥100℃報(bào)警、≥110℃聯(lián)鎖停機(jī)。經(jīng)征求廠家意見(jiàn)，將聯(lián)鎖值改到120℃。在軸溫異常期間，通過(guò)調(diào)整油溫、齒輪箱進(jìn)油管壓力、壓縮機(jī)負(fù)荷等措施，對(duì)高速軸自由端軸溫沒(méi)有改善。取樣化驗(yàn)潤(rùn)滑油，未見(jiàn)異常。

　　2022年這兩個(gè)軸溫出現(xiàn)緩升后突降再突升，如2022年9月4日TISA3037 88.3～89.6～80.8～91.1℃；TISA3038 82.4～83.6～78.9～84.1℃。見(jiàn)軸溫趨勢(shì)圖1。

　　期間專門停機(jī)處理，齒輪箱生產(chǎn)廠家來(lái)人檢查，發(fā)現(xiàn)在下瓦上有一小片約∮20大小的局部積碳現(xiàn)象，加大軸瓦進(jìn)油口和修刮軸瓦工作面。處理后有所改善，但運(yùn)行不久仍繼續(xù)出現(xiàn)軸溫升高并波動(dòng)。2023年10月份，該套空分裝置進(jìn)行三年來(lái)的首次大修，壓縮機(jī)全部解體、轉(zhuǎn)子返廠檢測(cè)。齒輪箱則由廠家施工人員進(jìn)行開(kāi)蓋檢查各軸瓦、復(fù)測(cè)齒輪嚙合和對(duì)中等，未作調(diào)整。同步電機(jī)由鄭州上電電機(jī)科技發(fā)展有限公司拉回返廠維保。本次大修期間，壓縮機(jī)油箱進(jìn)行三年來(lái)的首次潤(rùn)滑油更換?？辗盅b置大修后于11月16日開(kāi)機(jī)，齒輪箱高速軸自由端軸溫仍是異常突升突降波動(dòng)，見(jiàn)趨勢(shì)圖2。TISA3037是88.6～78.8～93.2、TISA3038是82.0～76.8～83.7℃。如2024年1月份，TISA3037 82.4～95.4、TISA3038 77.8～85.3，除了階梯式的突變，有時(shí)出現(xiàn)波形變化，幅度約10℃。

　　2024年6月份又一次專門計(jì)劃停機(jī)處理前，TISA3037、3038分別達(dá)到108℃、97℃，另外的三個(gè)軸瓦上六個(gè)溫度仍是均穩(wěn)定，不超過(guò)75℃。6月24日利用后系統(tǒng)不用氣的機(jī)會(huì)，臨時(shí)停機(jī)，檢查高速軸的兩個(gè)軸瓦，仍是下瓦局部出現(xiàn)積碳，在預(yù)埋熱電阻的上方附近，說(shuō)明溫度高屬實(shí)。由于時(shí)間短，仍是修刮軸瓦面、擴(kuò)大進(jìn)油口。開(kāi)機(jī)后高速軸自由端溫度84.6℃、78.6℃，明顯得到改善。但隨著運(yùn)行，7月份軸溫開(kāi)始緩升，8月份又開(kāi)始出現(xiàn)突升突降變化。如TISA3037是99.6～83.9～95.4℃、TISA3038是86.0～78.7～83.7℃。見(jiàn)趨勢(shì)圖3。

　　這樣一直運(yùn)行到9月份，該套空分裝置配合后續(xù)用氣單位進(jìn)行系統(tǒng)停機(jī)一個(gè)月時(shí)間。這次，為了徹底解決軸溫異常升高突變問(wèn)題，將齒輪箱整體拆下，拉回鄭州機(jī)械研究所有限公司進(jìn)行全面解體檢查處理：檢查輸入輸出端油封間隙，合格未予更換油封；檢查齒輪箱低速軸和高速軸間隙、過(guò)盈；其中低速軸軸承間隙標(biāo)準(zhǔn)0.35-0.45mm，檢查結(jié)果是0.35mm合格，高速軸軸承間隙標(biāo)準(zhǔn)0.38-0.48mm，檢查結(jié)果聯(lián)軸器端軸承間隙0.43mm合格，自由端軸承間隙0.49mm超差0.01mm。由于運(yùn)行時(shí)高速軸聯(lián)軸器端軸承上的兩個(gè)軸溫測(cè)點(diǎn)均70℃左右且平穩(wěn)，于是將高速軸聯(lián)軸器端軸承更換至自由端，高速軸聯(lián)軸器端則使用新的軸承，重新按照技術(shù)要求進(jìn)行裝配調(diào)整；檢查齒輪嚙合間隙、接觸面積，其中齒輪接觸面積不足，在高速軸自由端軸瓦下增加調(diào)整銅皮，使嚙合面積達(dá)標(biāo)；檢查熱電阻完好。

　　所有組裝工作完成后，在試車平臺(tái)上單獨(dú)對(duì)該齒輪箱由試車電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)行額定轉(zhuǎn)速下空車試機(jī)1.5小時(shí)，并進(jìn)行超速實(shí)驗(yàn)（低速軸轉(zhuǎn)速達(dá)到1620r/min），試車時(shí)最高軸承溫度73℃、軸振動(dòng)符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)（軸溫不超過(guò)85℃、軸振不超過(guò)25um），試車合格。

　　試車記錄如下：進(jìn)油溫度41℃、油壓0.18～0.19MPa

　　高速軸聯(lián)軸器端軸溫：68.7℃、72.8℃

　　高速軸自由端軸溫：66.8℃、63.2℃

　　低速軸聯(lián)軸器端軸溫：54.4℃

　　低速軸自由端軸溫：51.5℃

　　齒輪箱裝車返回現(xiàn)場(chǎng)后，直接吊裝到二樓平臺(tái)基礎(chǔ)底座上，分別與主電機(jī)和壓縮機(jī)進(jìn)行連接。

　　3、回裝時(shí)齒輪箱盤車裝置出現(xiàn)的問(wèn)題

　　齒輪箱的盤車裝置為手動(dòng)嚙合、自動(dòng)脫開(kāi)型，只有在爪型離合器處于完成接合狀態(tài)時(shí)才允許啟動(dòng)盤車電機(jī)，若爪型離合器未處于完全接合狀態(tài)，則需要先取下電機(jī)上方的手輪護(hù)罩，再轉(zhuǎn)動(dòng)盤車電機(jī)上方的盤車手輪，同時(shí)扳動(dòng)離合器操作手柄至盤車位置，使離合器到完全接合狀態(tài)，此時(shí)操作手柄壓住行程開(kāi)關(guān)SQ2，使其常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，之后裝好手輪護(hù)罩，護(hù)罩壓住行程開(kāi)關(guān)SQ1，使其處于閉合狀態(tài)(兩個(gè)行程開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2電氣串聯(lián)在盤車電機(jī)的控制回路里），才能啟動(dòng)盤車電機(jī)。在盤車狀態(tài)下，由盤車電機(jī)帶動(dòng)齒輪箱和整個(gè)壓縮機(jī)組旋轉(zhuǎn)，當(dāng)壓縮機(jī)組啟動(dòng)后，且齒輪箱輸出軸轉(zhuǎn)速大于盤車裝置轉(zhuǎn)速時(shí)，爪型離合器自動(dòng)脫開(kāi)，操作手柄由彈簧帶動(dòng)而回彈，行程開(kāi)關(guān)SQ2動(dòng)作，切斷盤車裝置電源，盤車裝置電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　由于要對(duì)齒輪箱與主電機(jī)、齒輪箱與壓縮機(jī)進(jìn)行對(duì)中復(fù)測(cè)，采用激光對(duì)中儀，各聯(lián)軸器連接，需要將壓縮機(jī)北側(cè)軸承上蓋拆下才能掛對(duì)中儀鏈條，因此無(wú)法開(kāi)啟油泵，人工根本無(wú)法盤動(dòng)整個(gè)機(jī)組，需要啟動(dòng)盤車電機(jī)帶動(dòng)盤車，但不具備啟動(dòng)條件（油泵運(yùn)行條件不能滿足）。于是，只有解除聯(lián)鎖來(lái)開(kāi)啟盤車電機(jī)，點(diǎn)動(dòng)盤車電機(jī)控制回路中間繼電器的強(qiáng)制按鈕使軟啟動(dòng)器工作。盤車電機(jī)轉(zhuǎn)速1470r/min，輸出轉(zhuǎn)速66r/min，當(dāng)按下中間繼電器的強(qiáng)制按鈕進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)使盤車電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后，壓縮機(jī)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)超過(guò)90度，無(wú)法精準(zhǔn)控制激光對(duì)中儀的位置，在數(shù)次點(diǎn)動(dòng)調(diào)試中，由于機(jī)旁柜內(nèi)中間繼電器強(qiáng)制按鈕點(diǎn)動(dòng)人員與齒輪箱盤車裝置離合器操作手柄人員口令配合未能協(xié)調(diào)一致，在離合器操作手柄未扳動(dòng)到位壓住行程開(kāi)關(guān)SQ2、離合器尚未到完全接合狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)動(dòng)了盤車電機(jī)，使得盤車減速機(jī)齒輪發(fā)生沖擊，減速機(jī)箱內(nèi)齒輪掉塊損壞，無(wú)法再盤車，對(duì)中復(fù)測(cè)工作中斷，于是臨時(shí)購(gòu)置更換新的減速機(jī)。這次，接一臨時(shí)22kW變頻器控制盤車電機(jī)，操作手柄扳動(dòng)到位，盤動(dòng)電機(jī)上方的手輪使離合器處于接合狀態(tài)，給定2.7HZ，盤車電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速80r/min，輸出軸轉(zhuǎn)速3.6r/min。使得壓縮機(jī)盤車能夠得到精準(zhǔn)控制，對(duì)中儀能到指定位置，完成了復(fù)測(cè)對(duì)中工作，對(duì)中結(jié)果如下表：

　　由于最初安裝是從齒輪箱開(kāi)始，即齒輪箱安裝好以后，再安裝壓縮機(jī)和主電機(jī)。在安裝和調(diào)整過(guò)程中盡可能不改變齒輪箱位置。因此以齒輪箱為基準(zhǔn)，分別與壓縮機(jī)和主電機(jī)對(duì)中，進(jìn)行調(diào)整。但機(jī)組2023年維保后運(yùn)行近一年時(shí)間，本次現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)不再拆卸維保壓縮機(jī)和電機(jī)，且因調(diào)整工裝的制作因素，現(xiàn)場(chǎng)暫時(shí)無(wú)法進(jìn)行對(duì)中調(diào)整，商議后決定維持現(xiàn)狀，對(duì)中不做調(diào)整。

　　4、開(kāi)機(jī)后效果

　　2024年9月27日空分系統(tǒng)按計(jì)劃進(jìn)行開(kāi)機(jī)。空壓機(jī)運(yùn)行后，齒輪箱高速軸自由端軸溫下降，聯(lián)軸器端軸溫最高85℃，截至目前已連續(xù)運(yùn)行三個(gè)月時(shí)間，趨勢(shì)上各溫度基本平穩(wěn)，數(shù)值如下表：

　　至此，齒輪箱軸承溫度偏高波動(dòng)問(wèn)題得到解決，為壓縮機(jī)組的平穩(wěn)運(yùn)行提供了保障。

　　5、建議

　　5.1軸瓦溫度≤85℃時(shí)，采用礦物油作為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑油可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保障潤(rùn)滑效果；軸瓦溫度≥60℃時(shí)每升高10℃礦物油老化速度將升高1倍，積炭速度亦會(huì)成倍增加；軸瓦溫度≥85℃，尤其軸瓦溫度≥95℃時(shí)，最好選用純合成油作為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑油或者縮短潤(rùn)滑油更換周期。運(yùn)行中按照設(shè)備使用說(shuō)明書(shū)要求控制好油壓、油溫等指標(biāo)。

　　5.2當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)疑難故障時(shí)，最好邀請(qǐng)?jiān)a(chǎn)廠進(jìn)行處理，由于現(xiàn)場(chǎng)檢修施工場(chǎng)地、工裝等條件有限，最好返廠解決并在工廠試機(jī)。壓縮機(jī)組大修維保時(shí)，配套的齒輪箱、電機(jī)要同時(shí)進(jìn)行，這樣在聯(lián)合對(duì)中調(diào)整時(shí)能夠得到最佳效果，避免不同步的維保帶來(lái)的部機(jī)對(duì)中不容易調(diào)整的問(wèn)題。空壓機(jī)屬于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝要求高，是空分裝置的最為關(guān)鍵設(shè)備之一，需從操作、運(yùn)行維護(hù)、定期拆檢等各方面做好，以利保證空壓機(jī)的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)行。