黃 平

（西南油氣田公司蜀南氣礦生產(chǎn)運(yùn)行科，四川瀘州 646000）

1 機(jī)組基本情況簡介

某公司已投用30 臺(tái)電驅(qū)壓縮機(jī)組，采用280～1800 kW 額定功率不等的高壓隔爆型三相異步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)機(jī)，其額定電壓為10 kV、額定電流20.5～121 A、額定轉(zhuǎn)速987～1500 r/min，軸承均為德國舍費(fèi)勒深溝球軸承（表1）。正常運(yùn)行時(shí)，其進(jìn)口壓力為1.39～4.08 MPa，出口壓力為2.05～6.47 MPa，主電機(jī)軸承溫度30.12～55.09 ℃。其主要工作是增壓平臺(tái)、集氣站的原料氣，壓縮機(jī)組投運(yùn)以來已累計(jì)運(yùn)行592.9～34 929.45 h。

表1 某公司30 臺(tái)電驅(qū)壓縮機(jī)組基本情況

2 軸承溫度高故障描述

2019 年11 月上旬，多臺(tái)機(jī)組的主電機(jī)軸承溫度突然升高（最高達(dá)167.23 ℃）報(bào)警并同時(shí)聯(lián)鎖停機(jī)（電機(jī)軸承溫度設(shè)計(jì)高報(bào)值90 ℃，高聯(lián)鎖值95 ℃）。故障前主電機(jī)軸承無明顯緩慢溫升趨勢，溫度從正常運(yùn)行溫度30～50 ℃，到達(dá)高報(bào)警及高聯(lián)鎖值只有10 min；電氣專業(yè)人員打開主電機(jī)后端軸承泄脂檢查口，發(fā)現(xiàn)有稀釋潤滑脂溢出；儀表專業(yè)人員確認(rèn)增壓機(jī)PLC 儀表報(bào)警聯(lián)鎖正常，動(dòng)作可靠；操作崗位人員盤車，發(fā)現(xiàn)主軸“抱死”。

11 月中旬，維護(hù)人員進(jìn)一步進(jìn)行檢查，拆下主電機(jī)后端外罩、風(fēng)扇葉輪、軸承蓋后，發(fā)現(xiàn)軸承損壞嚴(yán)重，保持架斷裂，滾珠磨損嚴(yán)重，溫升嚴(yán)重，軸承臺(tái)附近可見金屬發(fā)藍(lán)變色；由于軸承內(nèi)環(huán)與主軸“抱死”，采用局部切割方式拆卸；拆下端蓋和軸承后，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)曲路環(huán)安裝臺(tái)拉損，曲路環(huán)、內(nèi)端蓋抱死，內(nèi)端蓋變形開裂（圖1）。

圖1 電機(jī)后端蓋變形開裂及軸承內(nèi)環(huán)與主軸抱死

經(jīng)技術(shù)人員檢測，電機(jī)主軸發(fā)生扭曲變形，軸承臺(tái)跳動(dòng)達(dá)到0.85～0.90 mm（標(biāo)準(zhǔn)為：0～0.02 mm），軸伸端跳動(dòng)達(dá)到0.2～0.25 mm（標(biāo)準(zhǔn)為0～0.046 mm）。本次故障造成多臺(tái)主電機(jī)主軸軸頸曲路環(huán)安裝部位損傷、曲路環(huán)損壞、電機(jī)軸承損壞、軸承端蓋損壞。

3 排查故障原因

本次故障主要由電機(jī)軸承引起，軸承故障引起的異常高溫造成曲路環(huán)、內(nèi)端蓋抱死，進(jìn)而拉損主軸；后軸承抱死，造成主軸扭曲變形、跳動(dòng)超標(biāo)（最大跳動(dòng)0.85 mm），電機(jī)主軸報(bào)廢。拆開電機(jī)后端蓋后發(fā)現(xiàn)軸承故障非常嚴(yán)重，保持架斷裂變形、滾珠卡死、滾珠及滑道嚴(yán)重磨損。

造成軸承故障可能有以下幾種原因，并逐一進(jìn)行排查：一是軸承長時(shí)間缺油；缺油造成潤滑不良，使軸承溫度逐漸升高（電機(jī)軸承溫度設(shè)計(jì)高報(bào)值90 ℃，高聯(lián)鎖值95 ℃），同時(shí)軸承會(huì)發(fā)出尖銳的異響。通過故障前歷史趨勢、操作巡檢記錄和日常維修記錄調(diào)查，不存在上述異常情況，而且維護(hù)人員按要求定時(shí)加注潤滑脂；因此排除軸承缺油的可能性。二是電機(jī)運(yùn)行中有雜質(zhì)進(jìn)入軸承；這種情況會(huì)引起軸承溫度升高、異響、振動(dòng)加大現(xiàn)象（主電機(jī)振動(dòng)高報(bào)值10 mm/s，高聯(lián)鎖值12 mm/s），通過故障前歷史趨勢和操作巡檢記錄調(diào)查，不存在上述異常情況，可以排除此種可能。三是潤滑油品質(zhì)不良或混用不同型號(hào)潤滑油。該故障現(xiàn)象與缺油造成的故障現(xiàn)象一樣，故障前未出現(xiàn)異常，且這批機(jī)組從投運(yùn)以來，維保時(shí)均加注同型號(hào)鋰基脂，故排除。四是過負(fù)荷運(yùn)行；壓縮機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行，以致主電機(jī)軸承負(fù)荷過大，導(dǎo)致軸承損壞，通過機(jī)組運(yùn)行記錄和曲線未發(fā)現(xiàn)機(jī)組有超負(fù)荷運(yùn)行現(xiàn)象，故排除。

3.1 直接原因

綜合以上分析認(rèn)為，多臺(tái)電驅(qū)壓縮機(jī)組軸承溫度高的直接原因是軸承先天缺陷。

由于軸承保持架在制造過程中有細(xì)微裂紋或內(nèi)部應(yīng)力集中等原因，制造檢測過程中不易發(fā)現(xiàn)，致使運(yùn)行過程中保持架發(fā)生突然斷裂，鋼條伸入軸承滑道，造成滾珠卡死，軸承溫度急劇升高，引起一系列嚴(yán)重?fù)p傷。

3.2 間接原因

電機(jī)軸承在正常運(yùn)行中溫度為30～50 ℃，溫度高報(bào)警值設(shè)定為90 ℃，聯(lián)鎖設(shè)定為95 ℃，軸承溫度高報(bào)警設(shè)置不合理，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度變化。

4 故障處理及下一步預(yù)防措施

4.1 故障處理

故障處理措施：①電機(jī)主軸和繞組返回廠家檢測，檢測結(jié)果為電機(jī)主軸發(fā)生扭曲變形，軸承臺(tái)跳動(dòng)和軸伸端跳動(dòng)超標(biāo)，主軸報(bào)廢；更換損壞部件和主軸，并返廠完成電機(jī)裝配和試車；②安裝壓縮機(jī)、電機(jī)聯(lián)軸器并開展精對(duì)中；③進(jìn)行空負(fù)荷試車和負(fù)荷試車，滿足使用要求。

4.2 預(yù)防措施

預(yù)防措施：①加強(qiáng)日常維護(hù)保養(yǎng)，按設(shè)備使用維護(hù)說明定時(shí)定量加注指定型號(hào)潤滑脂；②機(jī)組大修時(shí)應(yīng)對(duì)主電機(jī)軸承做全面檢查，以便發(fā)現(xiàn)軸承使用過程中的細(xì)微變化，提前發(fā)現(xiàn)和處理隱患；③摸索關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置，合理設(shè)定報(bào)警聯(lián)鎖值，為故障緊急情況預(yù)留足夠的處置時(shí)間。