孫連杰

（淄博齊魯比歐西氣體有限責任公司）

摘　要：介紹齊魯比歐西KDON-45000/30000型空分設備在事故跳車時，發生的一起膨脹機軸承損壞事故。分析事故發生的原因和采取的處理措施及其效果，闡述為避免類似事故再次發生的對策。

1　膨脹機設計參數

淄博齊魯比歐西有限責任公司新建KDON-45000/30000型空分設備，于2008年10月底完成整套空分設備試車，11月初開始試運行，2009年4-5月停車檢修。自2009年5月16日檢修后開車至今，已穩定運行三年時間。

膨脹機為引進產品，型號為ETB210MS，其設計參數見表1。

2　軸承損壞過程和現象

某年11月19日03:34，因電網晃電，導致液氧泵停車，進入高壓板翅式換熱器的冷量驟減，引起高壓板翅式換熱器溫度升高，膨脹端進口溫度升高(Z高至－80.4℃)，膨脹機進口壓力升高(Z高至4.47MPa)。03:36膨脹機增壓端進口壓力2.84MPa(設計壓力2.74MPa)，出口壓力4.52MPa(設計壓力4.25MPa)。03:38膨脹機轉速達到Z高值(23306r/min)，但未跳車(轉速跳車值為26335r/min)，隨后相關參數均下降。

03:53膨脹端徑向軸承溫度突然從57.88℃上升至197.3℃，轉速為19771r/min，膨脹機因溫度高而聯鎖停車(跳車值110℃)，期間徑向軸承溫度Z高上升至206.04℃。膨脹端止推軸承溫度突然從62.03℃上升至95.97℃，轉速5879r/min。在此期間，回油油溫從43.36℃下降至42.81℃、油壓維持在289kPa，微有波動。

11月20日17:36和19:52，兩次啟動膨脹機，均因膨脹端軸振動值高而聯鎖停車(振動值分別為48.79μm和48.45μm，聯鎖跳車值48μm)，只能加溫檢修膨脹機。拆檢后發現膨脹端徑向軸承磨損嚴重，止推軸承磨損稍輕一點。更換徑向軸承和止推軸承后膨脹機開車正常。

3　軸承損壞原因分析

3.1軸承與軸的間隙在低溫狀態下過小

由于對于軸承的溫度監測只有瓦塊的溫度監測而沒有軸承座溫度的監測，即使是在軸承瓦塊的溫度達到允許開機溫度時，軸承座的溫度低也會造成間隙過小。在實際運行中，經過監測發現間隙壓力比膨脹端密封氣壓力高20kPa，而設計運行條件應為密封氣壓力比間隙壓力高5090kPa。在用密封氣減壓閥輸出壓力為0.051MPa，而實際膨脹端的間隙壓力為1.55MPa(設計值為1.66MPa)，不能有效地密封而隔絕來自冷端的冷量。由于密封氣壓力與間隙壓力出現負壓差，冷量傳遞至軸承座上，使整個軸承收緊、軸承間隙變小，Z終導致軸承損壞。膨脹機工藝流程如圖1所示。

在膨脹機開、停車時，轉子振動大造成迷宮密封間隙增大，膨脹端的冷量泄漏增大，造成膨脹端密封氣壓力小于間隙壓力，膨脹端的冷量泄漏，引起泄漏氣管道結霜，如果溫度低于－29℃，易使碳鋼管道低溫脆斷。如果冷量傳遞給潤滑油，引起潤滑油性能下降，流動性差和油膜形成不好，造成潤滑失效，Z終引起膨脹端軸承損壞。

3.2低溫氣體泄漏，使潤滑油黏度下降

由于迷宮密封間隙大和密封氣壓力低，低溫氣體泄漏至軸承處，造成潤滑油黏度持續下降，當下降到極限值時，從量變到質變，軸承溫度瞬間達到206℃，軸承燒壞。

4　預防措施

(1)增設軸承座溫度測點，以解決因軸承座溫度低而使軸承間隙減小的問題。

(2)盡量避免出現膨脹機緊急跳車狀況。在正常運行過程中，膨脹機一旦發生事故跳車，應迅速關閉膨脹機增壓端和膨脹端的出、入口閥，控制室及時調整高壓板翅式換熱器的負荷，控制膨脹機進口溫度高于－120℃;打開增壓端后冷卻器導淋閥，檢查是否有水排出;同時準備加熱膨脹機。

(3)在ITCC系統上增加膨脹機進口壓力波動的高報警聯鎖，如果壓力波動超過0.25MPa/min，立即降低膨脹機負荷，及時調整工況，避免在喘振區滯留。

(4)為進一步提高膨脹端進口溫度的控制有效性，增加進口溫度低報警信號(－120℃)和低聯鎖跳車功能(－130℃)。如果出現進口溫度低且操作人員調整未果的情況，能夠及時強制膨脹機跳車，阻止燒瓦事故發生。將膨脹端軸承溫度高聯鎖跳車值由110℃改為90℃。

(5)膨脹機在冷啟動時，泄漏氣排放溫度必須高于0℃，如低于0℃，則進行加溫處理。嚴格監測膨脹端溫度，保證軸承箱(不僅僅是油溫)溫度高于20℃。

(6)膨脹機導氣時嚴格按照操作規程進行，緩慢打開進口閥，使升壓速率低于0.2MPa/min。待均壓后，方能完全打?進口閥，避免出現膨脹機倒轉的現象。

(7)將間隙壓力PI64225、密封氣壓力PI64226、間隙和密封氣壓差PDCV64227的監控點由現場引至ITCC系統。膨脹機在冷啟動時，檢查膨脹側密封氣壓力要大于間隙壓力，如不能滿足要求，及時調整密封氣減壓閥的輸出壓力。故障發生后，更換減壓閥解決了間隙壓力和密封氣反差的問題，并調節到設計值(5090kPa)。

5　結束語

通過對膨脹機的軸承座增設溫度測點、更換密封氣減壓閥和實施嚴格的冷態開車操作規程后，膨脹機近年來又經歷了三次類似情況下的突然跳車和冷態開車的考驗，各運行參數正常，各項指標均在設計范圍內，為生產穩定和獲取較高的經濟效益做出了積極貢獻。

（來源：深冷技術）