电驱压缩机组主电机轴承温度高故障原因分析

2021-11-02黄平

设备管理与维修 2021年17期

黄平

（西南油气田公司蜀南气矿生产运行科，四川泸州 646000）

1 机组基本情况简介

某公司已投用30 台电驱压缩机组，采用280～1800 kW 额定功率不等的高压隔爆型三相异步电机作为驱动机，其额定电压为10 kV、额定电流20.5～121 A、额定转速987～1500 r/min，轴承均为德国舍费勒深沟球轴承（表1）。正常运行时，其进口压力为1.39～4.08 MPa，出口压力为2.05～6.47 MPa，主电机轴承温度30.12～55.09 ℃。其主要工作是增压平台、集气站的原料气，压缩机组投运以来已累计运行592.9～34 929.45 h。

表1 某公司30 台电驱压缩机组基本情况

2 轴承温度高故障描述

2019 年11 月上旬，多台机组的主电机轴承温度突然升高（最高达167.23 ℃）报警并同时联锁停机（电机轴承温度设计高报值90 ℃，高联锁值95 ℃）。故障前主电机轴承无明显缓慢温升趋势，温度从正常运行温度30～50 ℃，到达高报警及高联锁值只有10 min；电气专业人员打开主电机后端轴承泄脂检查口，发现有稀释润滑脂溢出；仪表专业人员确认增压机PLC 仪表报警联锁正常，动作可靠；操作岗位人员盘车，发现主轴“抱死”。

11 月中旬，维护人员进一步进行检查，拆下主电机后端外罩、风扇叶轮、轴承盖后，发现轴承损坏严重，保持架断裂，滚珠磨损严重，温升严重，轴承台附近可见金属发蓝变色；由于轴承内环与主轴“抱死”，采用局部切割方式拆卸；拆下端盖和轴承后，进一步检查发现曲路环安装台拉损，曲路环、内端盖抱死，内端盖变形开裂（图1）。

图1 电机后端盖变形开裂及轴承内环与主轴抱死

经技术人员检测，电机主轴发生扭曲变形，轴承台跳动达到0.85～0.90 mm（标准为：0～0.02 mm），轴伸端跳动达到0.2～0.25 mm（标准为0～0.046 mm）。本次故障造成多台主电机主轴轴颈曲路环安装部位损伤、曲路环损坏、电机轴承损坏、轴承端盖损坏。

3 排查故障原因

本次故障主要由电机轴承引起，轴承故障引起的异常高温造成曲路环、内端盖抱死，进而拉损主轴；后轴承抱死，造成主轴扭曲变形、跳动超标（最大跳动0.85 mm），电机主轴报废。拆开电机后端盖后发现轴承故障非常严重，保持架断裂变形、滚珠卡死、滚珠及滑道严重磨损。

造成轴承故障可能有以下几种原因，并逐一进行排查：一是轴承长时间缺油；缺油造成润滑不良，使轴承温度逐渐升高（电机轴承温度设计高报值90 ℃，高联锁值95 ℃），同时轴承会发出尖锐的异响。通过故障前历史趋势、操作巡检记录和日常维修记录调查，不存在上述异常情况，而且维护人员按要求定时加注润滑脂；因此排除轴承缺油的可能性。二是电机运行中有杂质进入轴承；这种情况会引起轴承温度升高、异响、振动加大现象（主电机振动高报值10 mm/s，高联锁值12 mm/s），通过故障前历史趋势和操作巡检记录调查，不存在上述异常情况，可以排除此种可能。三是润滑油品质不良或混用不同型号润滑油。该故障现象与缺油造成的故障现象一样，故障前未出现异常，且这批机组从投运以来，维保时均加注同型号锂基脂，故排除。四是过负荷运行；压缩机组超负荷运行，以致主电机轴承负荷过大，导致轴承损坏，通过机组运行记录和曲线未发现机组有超负荷运行现象，故排除。