張付君

(河南安陽鋼鐵股份有限公司焦化廠，河南 安陽 455004)

潤滑系統(tǒng)是保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的重要環(huán)節(jié)，是保障生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵公輔設(shè)備。但潤滑系統(tǒng)的故障時有發(fā)生，造成生產(chǎn)中斷或設(shè)備損壞，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)正常運(yùn)行。我廠近期出現(xiàn)在風(fēng)機(jī)潤滑系統(tǒng)的幾次險兆事故為例，分析潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障的原因及處理情況，為更好地預(yù)防和處理同類問題提供借鑒。

1 潤滑系統(tǒng)的概念、組成和工作原理

潤滑系統(tǒng)，是向潤滑部位供給潤滑劑的一系列的給油脂、排油脂及其附屬裝置的總稱。潤滑系統(tǒng)可分為五種，即循環(huán)潤滑系統(tǒng)，集中潤滑系統(tǒng)，噴霧潤滑系統(tǒng)，浸油與飛濺潤滑系統(tǒng)，油和脂的全損耗性潤滑系統(tǒng)[1]。循環(huán)潤滑系統(tǒng)有下列五大作用有[2]：

(1)潤滑作用。循環(huán)油可使運(yùn)動零部件之間構(gòu)成油膜接觸，減小摩擦阻力和動力損失，并減小機(jī)件的磨損。

(2)冷卻作用。利用循環(huán)油的流動性，帶走零部件的部分熱量，防止零部件溫度過高而燒損。

(3)清潔作用。流動的循環(huán)油，將零部件在工作中產(chǎn)生一些固體物質(zhì)帶走，防止在零部件之間形成磨料而加劇磨損。

(4)密封作用。利用循環(huán)油的粘性，使循環(huán)油附著于運(yùn)動零件表面，提高零件的密封效果，減少漏氣。

(5)防銹作用。潤滑油膜吸附在金屬表面，把空氣和水隔開，起到防銹和防腐蝕作用。

圖1 潤滑油系統(tǒng)圖(改進(jìn)前)Fig.1 Lubricating oil system diagram (before improvement)

除此以外，潤滑系統(tǒng)還有吸振作用。潤滑油可吸收運(yùn)動副間的振動，從而降低噪聲，延長設(shè)備的使用壽命。

簽于以上原因，一些風(fēng)機(jī)、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等大型運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備、高速運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備都配有一套獨立的潤滑系統(tǒng)。

潤滑系統(tǒng)由油箱、齒輪油泵、過濾器、安全閥、油冷卻器、高位油箱、潤滑設(shè)備及調(diào)節(jié)、控制閥門等組成。齒輪油泵抽取油箱內(nèi)的潤滑油后，一路經(jīng)過濾器、油冷卻器后進(jìn)入潤滑設(shè)備，然后自流潤滑油箱內(nèi)，另一路經(jīng)旁通管路進(jìn)入高位油箱，高位油箱滿流到潤滑油箱，以備齒輪油泵突發(fā)故障停供潤滑油后，高位油箱內(nèi)的潤滑油自流到潤滑設(shè)備然后自流到潤滑油箱。

2 潤滑系統(tǒng)故障現(xiàn)象及原因分析

2016年，該套潤滑系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)油壓波動現(xiàn)象，設(shè)備供油壓力設(shè)定值為0.08～0.12 MPa，正常運(yùn)行時，油壓維持在0.1 MPa，當(dāng)主油泵啟動時，油壓在0.11 MPa，隨著運(yùn)行時間的延長，潤滑油壓逐漸降低，逐漸降低至0.08 MPa以下，隨即啟動備用油泵，兩泵同時運(yùn)行，才能保證0.1 MPa的正常值，這種油壓的波動對風(fēng)機(jī)、電機(jī)的安全運(yùn)行造成極大威脅，存在較大的安全隱患，為此我們急需查找出原因并進(jìn)行排查、解決處理。對此我們查閱資料、查看使用說明書及操作規(guī)程。根據(jù)現(xiàn)場實際情況，最終判斷疑為以下三項原因[3]：

(1)通往高溫郵箱的閥門失效，導(dǎo)致去高位油箱的油量過大，造成泄壓。

(2)齒輪油泵故障，導(dǎo)致油壓波動。

(3)油中含有氣泡，當(dāng)氣泡產(chǎn)生過多時，經(jīng)過齒輪油泵擠壓及油冷卻器冷卻后，體積減小或經(jīng)回流管道返回油箱，造成潤滑系統(tǒng)泄壓。

3 故障排查

首先對通往高溫油箱的閥門進(jìn)行檢查。為安全起見，我們對閥門進(jìn)行小范圍開動，觀察油壓情況，并觀察高位油箱回流量。油壓隨閥門的開關(guān)而相應(yīng)變化，對此我們將高位油箱閥門全關(guān)閉，開大回流閥門，保持在正常油壓內(nèi)，運(yùn)行觀察，運(yùn)行200 h后，油溫升高，油壓波動開始，因此判定去高位油箱閥門正常[4]。

經(jīng)過幾天的觀察發(fā)現(xiàn)，泵后壓力是同時向一個方向波動，壓力同時高或同時低，有可能是齒輪油泵存在問題，我們同時交替開兩臺油泵，經(jīng)觀察仍然油壓波動，為進(jìn)一步證實，其中一臺齒輪油泵我們更換為正常線下備用的齒輪油泵，然后交替開兩臺油泵觀察，運(yùn)行觀察，運(yùn)行200 h后，油溫升高，油壓波動開始，因此判定齒輪油泵正常。

在我們排除以上兩項原因后，就只能對潤滑油進(jìn)行研究了，經(jīng)過我們以前的研究發(fā)現(xiàn)，油壓波動主要在油溫較高時進(jìn)行，因此我們進(jìn)行在空負(fù)荷下，將油冷卻器的冷卻水關(guān)掉。讓潤滑油空循環(huán)，等待油溫升高，待油壓波動時，觀察油箱及油路中的潤滑油狀態(tài)，經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，油溫升高后，油中氣泡較多，郵箱中上層漂浮大量氣泡。立式齒輪油泵抽取后含有氣泡。氣泡過多時，經(jīng)過齒輪油泵擠壓后，油冷卻器冷卻后，體積減小或經(jīng)回流管道返回油箱，造成潤滑系統(tǒng)泄壓。造成油壓波動。

4 解決思路與處理方法

4.1 解決思路

因油中含有氣泡，并且氣泡是造成油壓波動的原因，因此盡量減少油中氣泡，為此我們提出兩種解決油中氣泡的方法：一是在潤滑油經(jīng)過高溫的滑動軸承后，油溫升高，產(chǎn)生氣泡，因此在經(jīng)過滑動軸承后的管路中增加散熱、放氣；二是將泵前的負(fù)壓改成正壓，減少油中氣泡的抽取量。

4.2 解決方法

(1)在經(jīng)過滑動軸承后的自流油管中增加散熱、放氣裝置，如圖2所示。

圖2 放氣裝置Fig.2 Bleeding device

這樣高溫的潤滑油熱氣可以及時散出，油溫可以及時降低，油中氣泡減少，然后自流到油箱中。

(2)將立式齒輪油泵更改為臥式齒輪油泵，將泵前負(fù)壓狀態(tài)改為正壓狀態(tài)，并且將油泵進(jìn)口改到郵箱底部，減少氣泡進(jìn)入油中的含量[5]。

圖3 潤滑油系統(tǒng)圖(改進(jìn)后)Fig.3 Lubricating oil system diagram (improved)

4.3 改進(jìn)效果

上述改造完成后，在潤滑系統(tǒng)空負(fù)荷、油冷卻器關(guān)閉的情況下，我們試運(yùn)行了2周時間，未出現(xiàn)油壓波動現(xiàn)象，我們將潤滑系統(tǒng)調(diào)到正常運(yùn)行狀態(tài)試運(yùn)行，經(jīng)過一年多的運(yùn)行，目前未出現(xiàn)油壓波動現(xiàn)象。