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【案例】冷机高速轴齿轮损坏

 明哲工作室 2020-02-16

        某台冷机突然发生严重故障,需要检修,停机前控制器报“油泵压力异常“,如图1。

图1 冷机发生严重故障,停机前报油压异常

【故障现象】

        现场检查,报警菜单如图2,油压异常;现场人员反映情况,冷机停机前发生剧烈声响,逐打开检修,发现高速轴齿轮的齿尖被损坏,图3,需要大修。

图2 冷机停机前告警

图3 高速齿轮损坏

【故障分析】

        针对高速轴齿轮损坏,分析可能性原因如下:

1、冷冻油缺油

        离心压缩机运转时,低速轴转速每分钟2950转,高速轴每分钟9000转,缺油容易造成压缩机损坏,现场排除缺油可能。

2、高油温

        机组正常运行油温的50度在右,如果油温过高,粘度下降,轴承表面油膜变薄,润滑效果减弱,磨损加剧。现场检查记录,图4,基本排除该可能性。

图4 停机前油泵运行参数

3、吸气带液

        压缩机在启动和运转过程中,叶轮受到异常作用力影响,传递到高速轴齿轮,对齿尖产生剧烈冲击,引起损伤,检查基本排除。

4、压缩机喘振

        嘴振发生时,压缩机将出现气流强烈的脉动和周期性振荡现象,动静部件的摩擦与碰撞,使压缩机的轴产生弯曲、变形,使轴承合金产生疲劳裂痕,严重时造成齿轮坏。

5.润滑系统

        齿轮部分采用独立供油润滑系统,若此系统出现故障未被及时发现,会造成齿轮损坏。从图4显示数据看,现场油压偏低低,存在异常情况,放出冷冻油,发现冷冻油和油滤里面还有金属碎末和颗粒。

【故障原因】

        对现场冷机发生故障时情况进行咨询了解,获取了一条重要信息:冷机发生故障前配电进行过更换,原因是配电负荷调整,对冷机电源进线了割接,将其从3号变调整到5号变。

      询问现场人员,回答现场割接电源时未确认冷机转向。于是现场对冷机相序进行确认,发现电机和压机实际转动方向与电机和压机上方铭牌标示的转动方向相反,即反转,而且冷机被开启过;这种情况下,油泵会反向运行,油压无法建立。另外压缩机反转时,由于正常的气流循环无法建立,会导致排气温度异常,检查现场的数据,发现冷机停机前存在排气温度达到79.5度,严重偏高,如图5,之前正常的排气不超过39度,冷机的历史故障数据记录的排气温度也证明了压缩机反转,另外检查,发现现场进行过多次的断电重启。

图5 冷机停机前压缩机排气温度异常

        至此压缩机故障原因真想大白,由于压缩机电源变更过程中发生了电源反相,冷机没有反相保护,冷机在反相情况下开启,不久油压报警后断电再次试运行,冷机轴承一直在没有润滑情况下运转最后导致损坏。

【故障处理】

        1、调整电源相序;2、更换高速轴承;3更换有滤清器和所有冷冻油。进行上述操作后,冷机恢复正常。

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