一起透平膨脹機油壓低聯(lián)鎖故障分析及處理

　　摘要：詳細分析了CRYOSTAR TP200/45A型號的透平膨脹機油壓低聯(lián)鎖的故障原因，介紹了故障處理的主要過程和措施。

　　一、前言

　　TP200/45A型透平膨脹機由法國CRYOSTAR公司設(shè)計制造，是一種高速旋轉(zhuǎn)的低溫設(shè)備，是利用壓縮氣體(工質(zhì))在機內(nèi)絕熱膨脹，輸出外功產(chǎn)生冷量來獲得低溫氣體的，主要用于低溫冷凍專用氣體(如液化氮)或空氣分離。主要原理是工質(zhì)在透平膨脹機的通流部分中膨脹獲得動能，并由工作輪軸輸出外功，根據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律可知，工質(zhì)在透平膨脹機內(nèi)絕熱膨脹獲得動能，輸出外功時，工質(zhì)的能量(焓值)一定要減少，即出口工質(zhì)的溫度要降低，內(nèi)能就會減少。

　　二、潤滑油系統(tǒng)簡介

　　此型膨脹機潤滑油系統(tǒng)為閉式、部分加壓設(shè)計。潤滑油泵將油從常壓式油箱抽出，經(jīng)油冷器和溫控閥調(diào)節(jié)溫度后分成兩路供油，一路經(jīng)油過濾器及壓控閥過濾和調(diào)節(jié)壓力后進入膨脹機軸瓦潤滑;另一路直接進入液壓制動機進行制動和調(diào)節(jié)功率吸收。回油系統(tǒng)也有兩路，一路從軸瓦潤滑點出來后經(jīng)常壓式回油管直接回到油箱;另一路經(jīng)制動端出來后部分循環(huán)制動，部分經(jīng)單向閥回到油冷器和溫控閥入口。圖一為潤滑油系統(tǒng)工藝流程圖，黑色粗管線為潤滑油管路。

　　潤滑油系統(tǒng)流程圖

　　三、故障現(xiàn)象及經(jīng)過

　　透平膨脹機在連續(xù)運行三個月正常停機后，潤滑油泵一直運行，設(shè)備處于正常備用狀態(tài)，期間未進行過操作和調(diào)整。該機在備用狀態(tài)下潤滑油供油壓力為10bar(1bar=0.1MPa，下同)，油溫為40℃;工作狀態(tài)下供油壓力為8bar，油溫為45℃;油壓低報警值為7bar，低聯(lián)鎖值為6.5bar。一個月后重新啟動膨脹機隨著轉(zhuǎn)速的升高出現(xiàn)了油壓持續(xù)降低至低低聯(lián)鎖停機現(xiàn)象，開機前檢查油位、油溫和油壓等均正常，啟動后轉(zhuǎn)速升至4000轉(zhuǎn)/min時供油壓力為8.5 bar， 轉(zhuǎn)速升至7000r/min時供油壓力為8 bar， 轉(zhuǎn)速升至10000r/min時供油壓力降至7 bar，當(dāng)轉(zhuǎn)速升至12000r/min(日常開機后轉(zhuǎn)速要升至16000r/min)時出現(xiàn)了油壓低低聯(lián)鎖停機。

　　四、故障原因分析

　　根據(jù)上述現(xiàn)象分析可能有以下幾種原因：

　　(1)儀表方面 供油壓力在進潤滑點前有兩個并排取壓點，一個取壓點至控制盤現(xiàn)場壓力表指示，另一點至壓力變送器和壓力開關(guān)。如果壓力變送器或壓力開關(guān)出現(xiàn)故障，就會產(chǎn)生壓力變送誤差變大或壓力開關(guān)動作失靈現(xiàn)象，導(dǎo)致誤報警和誤聯(lián)鎖出現(xiàn)。

　　(2)油泵和潤滑油 油泵為雙螺桿泵，泵體上設(shè)有z*大壓力調(diào)節(jié)閥，可以通過其調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)泵的輸出壓力設(shè)置，如果調(diào)節(jié)螺釘松動使其z*大壓力值設(shè)置降低就會導(dǎo)致油量不足引起油壓降低。潤滑油如果被氧化變質(zhì)或少量進水乳化會使粘度降低導(dǎo)致油壓不足。

　　(3)潤滑油管路 油管路上有兩道過濾器(油泵入口過濾器和進軸瓦前油過濾器)、溫控閥、壓控閥和單向閥等組成。如果過濾器出現(xiàn)堵塞或泵出口單向閥卡澀就會導(dǎo)致過油量不足引起油壓降低;如果壓控閥失靈或在z*大回流位置上卡死也會導(dǎo)致過油量減少從而引起油壓降低。

　　五、處理過程和措施

　　1)重新啟動膨脹機，在不同轉(zhuǎn)速下比較現(xiàn)場壓力指示和油壓變送器數(shù)值及壓力開關(guān)動作情況，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場壓力指示和油壓變送器數(shù)據(jù)基本一致，排除了儀表誤報警和誤動作的可能。

　　2)打開油箱蓋抽出油泵檢查z*大壓力閥調(diào)節(jié)螺釘無松動，檢查泵入口過濾器較清潔無污堵現(xiàn)象。對潤滑油取樣化驗其品質(zhì)，化驗結(jié)果(見下表)顯示各項性能參數(shù)均合格。

　　3)打開檢查油過濾器兩組濾芯，發(fā)現(xiàn)較清潔無污堵現(xiàn)象，但仍更換了新濾芯。拆卸單向閥檢查其動作靈活無卡澀現(xiàn)象。拆卸壓力控制閥并解體檢查發(fā)現(xiàn)其主管路調(diào)節(jié)活塞在z*大回油位置因油污較多卡死，導(dǎo)致卸載通道回油箱油量較大，在開機不斷增大負荷提高轉(zhuǎn)速時壓控閥調(diào)節(jié)活塞無法回位保持其設(shè)定工作壓力，使到潤滑點油量減少、油壓降低。清洗壓控閥回裝后開膨脹機提高轉(zhuǎn)速油壓穩(wěn)定在設(shè)定工作壓力8 bar(g)，低油壓聯(lián)鎖故障消除。

　　六、結(jié)語

　　本次低油壓聯(lián)鎖故障直接原因是由潤滑油壓力控制閥調(diào)節(jié)活塞卡死引起的，間接原因是膨脹機在工廠初次油運試機后到現(xiàn)場沒有拆開管路和管件檢查清洗，使油泥集聚到壓控閥內(nèi)導(dǎo)致活塞卡死調(diào)節(jié)失靈。這為我們解決另一臺同型號膨脹機和其它設(shè)備出現(xiàn)類似故障提供了經(jīng)驗參考，也為以后新設(shè)備到現(xiàn)場運行前進行相關(guān)檢查提供了寶貴經(jīng)驗。