【壓縮機網】2010年2月份，河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠建成投產一套KDONAr－10000/3600/320型空分裝置，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、無氫制氬、氧氮外壓縮流程，其中原料氣空氣壓縮機（簡稱空壓機）采用杭州某公司生產的4TYD112型離心式壓縮機，由5400kW同步電機驅動，經增速機增速到7414r/min，其加工氣量54000m3/h，額定排氣壓力0.51MPa，該機組是單軸多級壓縮。自建成以來運行平穩，但在2024年初運行中出現二級側徑向軸溫有時突升但又能回落、后期突升峰值越來越高的異常情況。2024年5月份的解體大修時予以解決，隨后穩定運行，到了2025年10月份，開始出現吸氣端徑向軸溫異常突升又回落的情況，和2024年檢修前二級側徑向軸溫異常趨勢變化情況完全相同。這次，采取了應急措施，保證了軸溫不再突變，為機組的穩定運行提供了保障。
一、機組簡介
該壓縮機本體采用水平剖分結構，中間冷卻器置于機組底座下方，采用四級壓縮、三級冷卻，低壓級在外側、高壓級在中間，很好地平衡了大部分軸向力并減少了外泄露量。壓縮機吸入來自空氣過濾器的大氣，每一級壓縮后經相應中間冷卻器冷卻后進入下一級，四級壓縮后則直接進入預冷系統空冷塔內。壓縮機兩端軸承箱內各有一徑向軸承，分別位于進氣端和二級側，均采用穩定的可傾瓦軸承。每個軸承上五個瓦塊，上邊三塊、下邊兩塊，測軸溫熱電阻預埋在下瓦塊內。一級進氣側軸承箱座內還同時設置有均壓止推軸承，各軸承采用油站油泵經油冷卻器、油過濾器后強制供油潤滑。該機組基本上每年進行一次停機維保，主要檢查各軸瓦、密封、齒輪，轉子返開封專業廠清灰、探傷、動平衡校驗，然后均能平穩運行到下一個檢修期。
二、上次大修前出現的二級側軸溫異常情況簡介
2023年春季例行對該空壓機解體大修維保后一直平穩運行，然而進入到2024年2月份，開始出現二級側徑向軸溫TIAS3114異常上漲又能回落的情況，此時油溫、油壓均平穩，空壓機負荷穩定。
軸溫升高時，上升速度快、下降速度也快，且落下后的溫度值大部分情況低于升高前的溫度值，偶爾會出現落下后的溫度值高于升高前的溫度值。在軸溫異常變化時，該軸承的軸振動并未有異常變化。2024年3月份出現波動23次、最高值106.6℃，4月份出現波動31次、最高值109.5℃，如：
2024年5月7日，油溫從44.9℃緩降到44℃過程中，TIAS3114變化從94.3-112.2-89.9℃。
TIAS3114軸溫異常趨勢如下：
注：趨勢中白線是TIAS3114，黃線是供油溫度
該空壓機一直運行到2024年5月9日計劃停機，5月1日-9日出現波動4次、最高值112.2℃。該套10000空分裝置計劃停機開始年度大修維保工作，于是對該壓縮機進行解體，看到該二級側徑向軸承的上瓦（共三塊）中間一塊和下瓦（共兩塊）都有嚴重積碳現象，與之配合的主軸也是積碳嚴重。照片如下：
與之配合的主軸部位：
一級吸氣側徑向軸承三塊上瓦干凈、兩塊下瓦均有積碳，與之配合的主軸上有輕微積碳。如下照片：
與之配合的主軸部位：
于是將兩個徑向軸承的全部瓦塊更換為庫存備件新瓦塊，并在每個瓦塊的出油邊手工修刮約6-7mm的5°～10°倒角，增加回油量和減少承載面積，從而降低運行軸瓦溫度減少積碳。更換油箱潤滑油，并清理干凈油箱、細油過濾器、油冷卻器內的殘油。
機器開啟后，各軸溫正常。油溫43.2℃，吸氣側徑向軸溫82.0℃、止推軸溫53.2℃，二級側徑向軸溫76.5℃。
三、進入2025年9月份后的運行情況
這樣從2024年6月份開機運行直至2025年7月份，如2025年7月15日油溫42.4℃、吸氣側徑向軸溫TIAS3112 71.1℃、二級側徑向軸溫TIAS3114 67.3℃，進入2025年9月份出現一次供油溫度41℃未變、TIAS3112從72.1-73.1℃突升后平穩的現象：
2025年9月22日，油溫38℃、TIAS3112 78.8--80.1--77.8℃出現一次峰形波動；
2025年9月29日，油溫39℃、TIAS3112 75.9--78.1℃第二次出現突升后平穩；
2025年10月1日，油溫39.5℃、TIAS3112 77.8--84.9℃第三次出現突升后平穩；
2025年10月6日，油溫40.6℃、TIAS3112 81.6--82.9--80.6℃出現峰形波動。
由此可見，TIAS3112與2024年5月份拆檢前TIAS3114初期異常突升波動情況完全類似，根據上次軸瓦拆檢情況，可以判定仍是軸瓦出現了積碳嚴重現象，不過這次發生溫度變化異常的是在一級進氣側。
進入2025年11月份，出現異常峰形波動14次，峰值最高96.8℃，
2025年12月份出現8次，峰值最高104.7℃，例如，2025年12月11日-12日出現峰形波動時趨勢如下照片：
根據2024年5月份大修之前設備運行經驗，如果任由其發展，出現峰形波動會越來越頻繁，且最高峰值會愈來愈高。于是被迫采取了應急措施：首先和上次一樣，把油溫控制偏高，在43℃以上（原供油溫度指標40+5℃），讓TIAS3112軸溫反而能有下降；突破110℃報警值時立即切除該溫度聯鎖，嚴密監控其發展方向，突升又回落后將聯鎖投入；超過120℃持續5min或最高值達到130℃就立即停機，避免設備故障擴大（比如瓦塊合金脫落、磨損主軸、機器動靜部件摩擦）。但此時距離系統計劃停機大修尚未有準確時間，如果主動申請停機，將造成后續用氧、氮氣單位生產中斷，且涉及空分系統開停機和液體產量損失、后備系統啟用液氧液氬汽化等異常電力和液體消耗。經預估，僅空分系統就損失費用約10萬元，為此，需要采取更好的應對措施。
四、采用在線除漆膜濾油機
2025年10月份對空壓機潤滑油進行化驗，各項指標均在正常范圍，其中潤滑油漆膜指數是10.5，指標≤15。發生軸溫波動是因為軸瓦出現積碳，潤滑油衰敗是其主要原因。潤滑油衰敗的主要表現有三個方面：基礎油的氧化、添加劑損耗和油液污染。基礎油的氧化和添加劑的損耗是難以避免的，它們無時無刻不在發生，但是可以通過油溫的控制、減少空氣、顆粒等促氧化劑的存在，來減緩氧化速度。而添加劑的損耗則常常通過定期補油和定期換油來進行。油液的污染主要類型包括水污染、顆粒污染和漆膜，目前機組潤滑油的水分、清潔度十分優異，但存在漆膜問題。
根據經驗，當漆膜傾向指數未超過警戒值時設備局部也可能產生了漆膜，比如現在出現的軸溫異常突升波動。因為分析報告是針對油品，但當軸瓦局部出現漆膜沉積時，并不足以使得整個油箱的油品產生明顯的數值變化。我們可以從機組的運行情況分析出來：（1）上次大修期間發現機組的徑向軸瓦上出現有漆膜、結焦斑塊，這表明機組運行期間確實會在軸承軸瓦上沉積漆膜。2022年3月份更換的油箱潤滑油，2024年5月份化驗潤滑油漆膜指數是13.3，偏高但并未超過警戒值。（2）運行期間發現機組軸瓦異常波動：一種典型的波動型式——鋸齒式，機組溫度頻繁上升、下降，但總體呈現上升的趨勢。這是因為隨著漆膜逐層增加，軸承的溫度升高，漆膜在軸承的最高負載區形成沉積物后會逐漸變厚。然而，漆膜不會無限層疊，當移動轉子的力大于沉積物的膜強度時，會出現一個臨界點。此時，漆膜沉積層被擦除。由于漆膜層被移除，軸承溫度會下降，直到開始重新積累。因此，產生了鋸齒形溫度模式，大修時軸瓦上如果有部分斑塊上存在被刮擦的痕跡，也是此類異常的佐證。
漆膜的形成是一個復雜的過程。在機組運轉中，隨著潤滑油不斷循環使用，潤滑油的品質會發生變化，出現氧化情況。氧化物產出并逐漸聚合，逐漸產生可溶的、有極性的軟性污染物，并溶于潤滑油中。在機組運行中，當潤滑油中這些軟性污染物濃度達到一定值，就會在機械金屬表面，如軸承、齒輪上形成漆膜，導致軸瓦積碳。對潤滑油進油溫度進行調節時，可以發現，溫度改變時，運行正常的高壓端徑向軸承、止推軸承的溫度，是和油溫的波動趨勢高度一致的。但出現軸溫波動上漲問題的低壓端徑向軸承溫度，波動趨勢和油溫相反。
除漆膜濾油機采用樹脂吸附技術，它能夠定向吸附掉溶解態的漆膜氧化物，徹底清除油品中的污染物，降低污染度、漆膜指數和酸值。更為重要的是，同時還對軸瓦、管路、閥件有著沖刷清潔作用，能夠剝離已經沉積在元器件表面的漆膜，使得整個系統都處于潔凈狀態。除漆膜濾油設備運行后可達到以下效果：
1.機組穩定：濾油機運行后，將使得潤滑油長期保持在潔凈狀態，防止因為潤滑油品質問題導致設備潤滑故障，有效的保障了機組的長期穩定運行。通過對油液中漆膜的去除，還可以防止和解決因漆膜原因導致軸瓦溫度波動和上升的問題。
2.油品潔凈：對油品進行定期檢驗，可以發現油品的清潔度、漆膜指數值、酸值等能夠長期持在運行指標內，大幅延長油品的使用壽命，期間只需補充新油，抵消機組的運行損耗即可。
2025年12月22日，安裝某品牌的在線除漆膜濾油機，從油箱底部排油閥接管進入濾油機，濾油機出口接在油箱油霧器回油管，形成潤滑油循環，開啟后24小時不間斷運行使用。運行一周后，取油樣化驗，漆膜指數0.6，可見得到明顯下降。且隨后在這一個月時間內，僅僅在2026年1月20日油溫41.7℃時，出現一次峰形波動，83.2-89.5-84.9℃，于是要求油溫控制指標在43-44℃，此后運行尚未再出現軸溫突升波動。
例如，2026年2月4日，油溫43.4℃、TIAS3112是80.5℃、TIAS3113 54.1℃、TIAS3114 72.7℃，軸溫異常波動得到控制。
結束語
大型離心壓縮機組軸瓦溫度高，環境影響因素眾多，如何從紛繁復雜的環境中分析出具體原因至關重要，本次應急處理為以后類似故障提供了經驗。采用在線除漆膜濾油機能夠很好地解決壓縮機軸承積碳問題，并對漆膜起到抑制和清除的作用，提高了油品的清潔度，對壓縮機的穩定運行起到了有益作用。
【壓縮機網】2010年2月份，河南豫光金鉛股份有限公司制氧廠建成投產一套KDONAr－10000/3600/320型空分裝置，采用分子篩吸附凈化、增壓透平膨脹機制冷、無氫制氬、氧氮外壓縮流程，其中原料氣空氣壓縮機（簡稱空壓機）采用杭州某公司生產的4TYD112型離心式壓縮機，由5400kW同步電機驅動，經增速機增速到7414r/min，其加工氣量54000m3/h，額定排氣壓力0.51MPa，該機組是單軸多級壓縮。自建成以來運行平穩，但在2024年初運行中出現二級側徑向軸溫有時突升但又能回落、后期突升峰值越來越高的異常情況。2024年5月份的解體大修時予以解決，隨后穩定運行，到了2025年10月份，開始出現吸氣端徑向軸溫異常突升又回落的情況，和2024年檢修前二級側徑向軸溫異常趨勢變化情況完全相同。這次，采取了應急措施，保證了軸溫不再突變，為機組的穩定運行提供了保障。
一、機組簡介
該壓縮機本體采用水平剖分結構，中間冷卻器置于機組底座下方，采用四級壓縮、三級冷卻，低壓級在外側、高壓級在中間，很好地平衡了大部分軸向力并減少了外泄露量。壓縮機吸入來自空氣過濾器的大氣，每一級壓縮后經相應中間冷卻器冷卻后進入下一級，四級壓縮后則直接進入預冷系統空冷塔內。壓縮機兩端軸承箱內各有一徑向軸承，分別位于進氣端和二級側，均采用穩定的可傾瓦軸承。每個軸承上五個瓦塊，上邊三塊、下邊兩塊，測軸溫熱電阻預埋在下瓦塊內。一級進氣側軸承箱座內還同時設置有均壓止推軸承，各軸承采用油站油泵經油冷卻器、油過濾器后強制供油潤滑。該機組基本上每年進行一次停機維保，主要檢查各軸瓦、密封、齒輪，轉子返開封專業廠清灰、探傷、動平衡校驗，然后均能平穩運行到下一個檢修期。
二、上次大修前出現的二級側軸溫異常情況簡介
2023年春季例行對該空壓機解體大修維保后一直平穩運行，然而進入到2024年2月份，開始出現二級側徑向軸溫TIAS3114異常上漲又能回落的情況，此時油溫、油壓均平穩，空壓機負荷穩定。
軸溫升高時，上升速度快、下降速度也快，且落下后的溫度值大部分情況低于升高前的溫度值，偶爾會出現落下后的溫度值高于升高前的溫度值。在軸溫異常變化時，該軸承的軸振動并未有異常變化。2024年3月份出現波動23次、最高值106.6℃，4月份出現波動31次、最高值109.5℃，如：
2024年5月7日，油溫從44.9℃緩降到44℃過程中，TIAS3114變化從94.3-112.2-89.9℃。
TIAS3114軸溫異常趨勢如下：
注：趨勢中白線是TIAS3114，黃線是供油溫度
該空壓機一直運行到2024年5月9日計劃停機，5月1日-9日出現波動4次、最高值112.2℃。該套10000空分裝置計劃停機開始年度大修維保工作，于是對該壓縮機進行解體，看到該二級側徑向軸承的上瓦（共三塊）中間一塊和下瓦（共兩塊）都有嚴重積碳現象，與之配合的主軸也是積碳嚴重。照片如下：
與之配合的主軸部位：
一級吸氣側徑向軸承三塊上瓦干凈、兩塊下瓦均有積碳，與之配合的主軸上有輕微積碳。如下照片：
與之配合的主軸部位：
于是將兩個徑向軸承的全部瓦塊更換為庫存備件新瓦塊，并在每個瓦塊的出油邊手工修刮約6-7mm的5°～10°倒角，增加回油量和減少承載面積，從而降低運行軸瓦溫度減少積碳。更換油箱潤滑油，并清理干凈油箱、細油過濾器、油冷卻器內的殘油。
機器開啟后，各軸溫正常。油溫43.2℃，吸氣側徑向軸溫82.0℃、止推軸溫53.2℃，二級側徑向軸溫76.5℃。
三、進入2025年9月份后的運行情況
這樣從2024年6月份開機運行直至2025年7月份，如2025年7月15日油溫42.4℃、吸氣側徑向軸溫TIAS3112 71.1℃、二級側徑向軸溫TIAS3114 67.3℃，進入2025年9月份出現一次供油溫度41℃未變、TIAS3112從72.1-73.1℃突升后平穩的現象：
2025年9月22日，油溫38℃、TIAS3112 78.8--80.1--77.8℃出現一次峰形波動；
2025年9月29日，油溫39℃、TIAS3112 75.9--78.1℃第二次出現突升后平穩；
2025年10月1日，油溫39.5℃、TIAS3112 77.8--84.9℃第三次出現突升后平穩；
2025年10月6日，油溫40.6℃、TIAS3112 81.6--82.9--80.6℃出現峰形波動。
由此可見，TIAS3112與2024年5月份拆檢前TIAS3114初期異常突升波動情況完全類似，根據上次軸瓦拆檢情況，可以判定仍是軸瓦出現了積碳嚴重現象，不過這次發生溫度變化異常的是在一級進氣側。
進入2025年11月份，出現異常峰形波動14次，峰值最高96.8℃，
2025年12月份出現8次，峰值最高104.7℃，例如，2025年12月11日-12日出現峰形波動時趨勢如下照片：
根據2024年5月份大修之前設備運行經驗，如果任由其發展，出現峰形波動會越來越頻繁，且最高峰值會愈來愈高。于是被迫采取了應急措施：首先和上次一樣，把油溫控制偏高，在43℃以上（原供油溫度指標40+5℃），讓TIAS3112軸溫反而能有下降；突破110℃報警值時立即切除該溫度聯鎖，嚴密監控其發展方向，突升又回落后將聯鎖投入；超過120℃持續5min或最高值達到130℃就立即停機，避免設備故障擴大（比如瓦塊合金脫落、磨損主軸、機器動靜部件摩擦）。但此時距離系統計劃停機大修尚未有準確時間，如果主動申請停機，將造成后續用氧、氮氣單位生產中斷，且涉及空分系統開停機和液體產量損失、后備系統啟用液氧液氬汽化等異常電力和液體消耗。經預估，僅空分系統就損失費用約10萬元，為此，需要采取更好的應對措施。
四、采用在線除漆膜濾油機
2025年10月份對空壓機潤滑油進行化驗，各項指標均在正常范圍，其中潤滑油漆膜指數是10.5，指標≤15。發生軸溫波動是因為軸瓦出現積碳，潤滑油衰敗是其主要原因。潤滑油衰敗的主要表現有三個方面：基礎油的氧化、添加劑損耗和油液污染。基礎油的氧化和添加劑的損耗是難以避免的，它們無時無刻不在發生，但是可以通過油溫的控制、減少空氣、顆粒等促氧化劑的存在，來減緩氧化速度。而添加劑的損耗則常常通過定期補油和定期換油來進行。油液的污染主要類型包括水污染、顆粒污染和漆膜，目前機組潤滑油的水分、清潔度十分優異，但存在漆膜問題。
根據經驗，當漆膜傾向指數未超過警戒值時設備局部也可能產生了漆膜，比如現在出現的軸溫異常突升波動。因為分析報告是針對油品，但當軸瓦局部出現漆膜沉積時，并不足以使得整個油箱的油品產生明顯的數值變化。我們可以從機組的運行情況分析出來：（1）上次大修期間發現機組的徑向軸瓦上出現有漆膜、結焦斑塊，這表明機組運行期間確實會在軸承軸瓦上沉積漆膜。2022年3月份更換的油箱潤滑油，2024年5月份化驗潤滑油漆膜指數是13.3，偏高但并未超過警戒值。（2）運行期間發現機組軸瓦異常波動：一種典型的波動型式——鋸齒式，機組溫度頻繁上升、下降，但總體呈現上升的趨勢。這是因為隨著漆膜逐層增加，軸承的溫度升高，漆膜在軸承的最高負載區形成沉積物后會逐漸變厚。然而，漆膜不會無限層疊，當移動轉子的力大于沉積物的膜強度時，會出現一個臨界點。此時，漆膜沉積層被擦除。由于漆膜層被移除，軸承溫度會下降，直到開始重新積累。因此，產生了鋸齒形溫度模式，大修時軸瓦上如果有部分斑塊上存在被刮擦的痕跡，也是此類異常的佐證。
漆膜的形成是一個復雜的過程。在機組運轉中，隨著潤滑油不斷循環使用，潤滑油的品質會發生變化，出現氧化情況。氧化物產出并逐漸聚合，逐漸產生可溶的、有極性的軟性污染物，并溶于潤滑油中。在機組運行中，當潤滑油中這些軟性污染物濃度達到一定值，就會在機械金屬表面，如軸承、齒輪上形成漆膜，導致軸瓦積碳。對潤滑油進油溫度進行調節時，可以發現，溫度改變時，運行正常的高壓端徑向軸承、止推軸承的溫度，是和油溫的波動趨勢高度一致的。但出現軸溫波動上漲問題的低壓端徑向軸承溫度，波動趨勢和油溫相反。
除漆膜濾油機采用樹脂吸附技術，它能夠定向吸附掉溶解態的漆膜氧化物，徹底清除油品中的污染物，降低污染度、漆膜指數和酸值。更為重要的是，同時還對軸瓦、管路、閥件有著沖刷清潔作用，能夠剝離已經沉積在元器件表面的漆膜，使得整個系統都處于潔凈狀態。除漆膜濾油設備運行后可達到以下效果：
1.機組穩定：濾油機運行后，將使得潤滑油長期保持在潔凈狀態，防止因為潤滑油品質問題導致設備潤滑故障，有效的保障了機組的長期穩定運行。通過對油液中漆膜的去除，還可以防止和解決因漆膜原因導致軸瓦溫度波動和上升的問題。
2.油品潔凈：對油品進行定期檢驗，可以發現油品的清潔度、漆膜指數值、酸值等能夠長期持在運行指標內，大幅延長油品的使用壽命，期間只需補充新油，抵消機組的運行損耗即可。
2025年12月22日，安裝某品牌的在線除漆膜濾油機，從油箱底部排油閥接管進入濾油機，濾油機出口接在油箱油霧器回油管，形成潤滑油循環，開啟后24小時不間斷運行使用。運行一周后，取油樣化驗，漆膜指數0.6，可見得到明顯下降。且隨后在這一個月時間內，僅僅在2026年1月20日油溫41.7℃時，出現一次峰形波動，83.2-89.5-84.9℃，于是要求油溫控制指標在43-44℃，此后運行尚未再出現軸溫突升波動。
例如，2026年2月4日，油溫43.4℃、TIAS3112是80.5℃、TIAS3113 54.1℃、TIAS3114 72.7℃，軸溫異常波動得到控制。
結束語
大型離心壓縮機組軸瓦溫度高，環境影響因素眾多，如何從紛繁復雜的環境中分析出具體原因至關重要，本次應急處理為以后類似故障提供了經驗。采用在線除漆膜濾油機能夠很好地解決壓縮機軸承積碳問題，并對漆膜起到抑制和清除的作用，提高了油品的清潔度，對壓縮機的穩定運行起到了有益作用。
網友評論
條評論
最新評論