膨胀机轴承损坏事故分析与对策

孙连杰

作者通联：淄博齐鲁比欧西气体有限责任公司 山东淄博市临淄区辛化路8号 255410

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1.故障

KDON-45000/30000 型空分装置所用膨胀机型号ETB210MS。某日分两次启动，均因VISA64228 膨胀侧轴振动高连锁停车，分别为48.79μm和48.45μm，振动连锁跳车值48μm。拆检后发现膨胀侧径向轴承磨损严重，推力轴承磨损稍轻。

膨胀侧密封气的差压调节阀是轴承损坏的主要原因。轴承的损坏是由于轴承与轴的间隙在低温状态下过小造成的。由于对于轴承的温度监测只有瓦块的温度监测而没有轴承座温度的监测，即使是在轴承瓦块的温度达到允许开机温度时，轴承座的温度低而造成间隙过小。

在实际运行中，经过监测发现间隙压力比密封气压力大20kPa，而设计运行条件应为密封气压力比间隙压力大50～90kPa。在用密封气调节阀输出压力0.05～1MPa，而实际膨胀机的间隙压力为1.55MPa（设计值为1.66MPa），不能有效地密封住来自冷端的冷量。由于密封气压力与间隙压力出现负压差，冷量传递至轴承座上，使整个轴承收紧、轴承间隙变小，最终导致轴承损坏。

在膨胀机开停车时，转子振动大造成迷宫密封间隙增大，膨胀端的冷量泄漏增大，造成膨胀机的密封气压力小于间隙压力，膨胀端的冷量泄漏，引起泄漏气管道结霜，如果温度＜-29℃，会引起碳钢管道的低温脆断；如果冷量传递给润滑油，引起润滑油性能下降，流动性差和油膜形成不好，造成润滑失效，最终引起膨胀机膨胀端的轴承损坏。

膨胀机的喷嘴处产生液体引起轴承损坏由于迷宫密封间隙大和密封气压力低的原因，低温气体泄漏至轴承处，造成润滑油粘度持续下降，当下降到极限值时，从量变到质变，使轴承温度瞬间达到206℃，轴承烧坏。

2.对策

增加轴承座温度测点对其温度进行监测，可以杜绝轴承座温度低使轴承间隙减小的缺陷。在正常运行过程中，膨胀机一旦事故跳车，迅速关闭膨胀机增压端和膨胀端出入口阀，控制室及时调整高压板式换热器负荷，控制膨胀机入口温度＞-120℃，打开膨胀机增压后冷却器导淋，检查是否有水排出，同时准备加热膨胀机。

在ITCC 上增加膨胀机入口压力波动高报警设置，如果出现超过0.25MPa/min的情况，立即降低膨胀机负荷，及时调整工况，避免在喘振区滞留。

为进一步增加控制膨胀机膨胀侧入口温度的有效性，增加入口温度低报警（-120℃）和低连锁（-130℃）设置，如果出现入口温度低且操作人员调整未果的情况，能够及时强制膨胀机跳车，防止膨胀机烧瓦。鉴于已经监测到轴承温度高，但还是导致了膨胀机烧瓦事故的，应将膨胀侧的轴承温度高跳车值由110℃改为90℃。

膨胀机冷启动时，泄漏气排放温度必须＞0℃，如＜0℃，则进行加温处理。严格检查膨胀端温度，保证轴承箱温度（不仅仅是油温）＞20℃。

膨胀机导气时严格按照操作法操作，缓慢开进口阀，升压速率＜0.2MPa/min，均压后方能完全打开进口阀，避免出现膨胀机倒转现象。

将间隙压力PI64225，密封气压力PI64226，间隙和密封气压差PDCV64227的监控点由现场引至ITCC。膨胀机冷启动时，检查膨胀侧密封气压力要大于间隙压力，如不满足要求，及时调整减压调节阀。通过调整差压调节阀（设计值50～90kPa），可解决间隙压力和密封气压力反差的问题。