大机组高压电机轴瓦烧毁分析与改进

大机组高压电机轴瓦烧毁分析与改进

摘要：对某公司120万t／A柴油加氢改质装置大机组高压电机运行过程中发生

的多起轴瓦集中频繁烧毁事故开展分析，综合现场烧毁轴瓦拆检情况和烧毁前的

故障表征现象认为，在电机启机低转速时轴与轴瓦之间不能形成有效的油膜导致

转轴与轴瓦干摩擦是造成轴瓦烧毁的主要原因，提出并采用一种创新技术———

高压顶油装置使得轴与轴瓦之间强制形成一定厚度的油膜，解决了轴瓦烧毁的问题。

关键词：高压电机；轴瓦；烧毁；高压顶油装置；技术改造

1前言

某公司120万t／A柴油加氢改质装置由中国石化工程建设公司北京设计院设计，中油第七建筑公司承建，于2011－04开始建设，2011－11交付使用。120

万t／A柴油加氢改质装置以公司焦化装置柴油、催化柴油、Ｉ套蒸馏柴油和部分抽出油为原料，生产出低硫及高十六烷值的优质柴油、航空煤油、重石脑油以及

轻石脑油，从而使全厂的调和柴油达到欧Ⅲ标准，同时副产液化气及燃料气等。

新氢压缩机组是装置生产运行的关键设备之一，运行条件一开一备，主要为

加氢反应提供反应氢气。2014－11～2015－04，在不足半年时间内，驱动新氢压

缩机K－3101／B的高压电机在正常运行过程中陆续发生了多次轴瓦烧毁事故，

不仅影响到了装置生产的顺利进行，而且还造成过因机组轴瓦超温烧毁联锁停机

装置紧急停工的事故。为此，文中对该装置发生的多起高压电机轴瓦烧毁事故开

展相关的分析和总结，分析出了轴瓦烧毁的机理，在此基础上采取了相应的技术

创新改造措施，有效地解决了大机组高压电机轴瓦频繁烧毁问题，为同行业处理

类似高压电机轴瓦问题提供借鉴和参考。

2高压电机故障概况及分析

2.1故障概况

2014－11～2015－04，K－3101／B压缩机高压电机发生了5次轴瓦烧毁事故，

统计见表1。

2.2故障过程及处理

以2015－04电机轴瓦烧毁为例进行分析。2015－04－13t16：50，新氢压缩

机K－3101／A切换至K－3101／B时，在t02：00左右K－3101／B压缩机电机

轴承温度升高至65℃，t03：35电机轴承温度开始快速上升，t03：37该点温度80℃高报报警，t03：38此点温度高于联锁值85℃，新氢压缩机联锁停机，造成

新氢中断，装置出现波动。停机后，对K－3101／B压缩机电机轴瓦进行检查，

发现底部轴瓦烧损，巴氏合金脱落，润滑油发黑，电机轴上有轻微坑点。

2.2第1次轴瓦检查修复

2015－04－14～04－17，对烧毁轴瓦进行检查并进行了维修刮研。①拆飞轮

对中，复查磁力线中心，检查结果正常。②清理前轴瓦轴承箱，更换轴承箱内润滑油。③维修完毕后，2015－04－20对K－3101／B压缩机电机空负荷试运2ｈ

后100％负荷试运，运行3ｈ后K－3101／B压缩机电机前端轴瓦温度高联锁停机。

2.3第2次轴瓦检查修复

2015－04－20～04－22，对烧损的主电机前轴瓦进行了维修刮研并且清理前

轴瓦轴承箱，同时将轴承箱内润滑油更换为Ｌ－ＤAB68号空气压缩机用油（油中添加适量抗磨剂）。维修完毕之后，2015－04－22再次试机，K－3101／B电机负荷100％，试运2ｈ之后电机前端轴瓦温度陡增，随即紧急切换压缩机机组。

2.3故障原因分析

K－3101／A、B压缩机的电机启机过程中，启动时由于转速较低在转轴与轴瓦之间无法形成有效的油膜，导致刚启机时转轴与轴瓦表面干摩擦将瓦面研伤。随着时间的推移，这种损伤逐渐扩大，导致轴瓦温度逐渐升高。当轴瓦表面研伤到一定程度时，轴瓦温度突然上升至联锁停机温度，机组联锁停机，轴瓦表面烧损，巴氏合金损坏。电机轴瓦设计负荷承载余量太小，抗负荷波动能力差，机组本身负荷较大。轴瓦与轴的设计接触面偏小，轴瓦局部承载力过大，加之轴瓦材质偏软，负荷稍微波动轴瓦就易磨损超温。

3技术创新改造方案

分析并确认轴瓦烧毁机理后，围绕如何在启机前低转速时能够在轴瓦和转轴之间尽可能形成油膜的原理对轴瓦展开改造。

3.1第1次改造方案

在轴瓦甩油环上间隔均匀的距离开一些带凹面的小孔（小孔深度不能穿透甩油环壁厚），以便可以储存定量的润滑油。使其在运转时能尽可能多地将油池里的润滑油和小孔内储存的润滑油带入轴瓦底部形成油膜，同时要求每次启机前机组盘车不少于3圈，盘车的同时打开电机轴瓦视窗往甩油环上人工浇油，确保甩油环上的油在启机前能被带入轴瓦底部。此次改进方案临时解决了轴瓦烧毁的问题，确保机组可以正常运行，但每次开机前均需要进行人工长时间的盘车和打开轴瓦视窗人工往甩油环上浇油，且浇油次数多了轴承箱内油位容易过高，又需要放油操作，给现场操作人员带来很大的劳动强度，不适合长期使用。为此，迫切需要研发一种更具可操作性、简单方便高效的技术改进代替方案。K－3101／A、B压缩机组高压电机按此次技术改造方案运行1A后，采用一种高压顶油装置的技术创新方案代替了该方案，有效地解决了这一难题。

3.2第2次改造方案

3.2.1设置一种高压顶油装置

高压顶油装置由吸油管、供油管、高压油泵、高压过滤器及节流阀组成，吸油管与供油管之间顺序连接有高压油泵、高压过滤器以及节流阀，供油管的供油末端连接有软管。高压顶油装置各个零部件作用：①吸油管。用于与轴承箱油路连接，且吸油管的管径大于供油管的管径，有利于吸收油量，同时可以快速将增压后的油输送至轴瓦处。②供油管。用于给轴瓦供油。③球阀。吸油管与高压油泵之间设有球阀，通过设置球阀可以对管路进行实时开启或者关闭，方便切断油路及维修泵时切断流程介质。④高压油泵。用于将油从轴承箱油路中抽出并增压，包括防爆电机、油泵以及溢流阀。⑤高压过滤器。过滤油中的污染物或者杂质，防止轴瓦被损坏。⑥第1单向阀。通过在高压过滤器与节流阀设置单向阀，可以防止过滤后的油逆流回高压过滤器中，损害高压过滤器以及其上游侧的管路元件。⑦节流阀。用于控制管路中的流量和压力。⑧高压开关。单向阀与节流阀之间并联有压力开关，其作用是监测管路中油的压力大小，当油的压力达到额定值时，压力开关发出警报或控制信号以保护管路安全。⑨压力表。压力开关与节流阀之间并联有压力表，用于实时测试管路中油的压力大小，压力表的开启或者关闭通过压力表开关完成。⑩底座。用于集成和保护高压油泵、高压过滤器以及节流阀。设置的软管为非金属软管。由于轴瓦安装在轴承箱内，供油管一般选