小型透平膨胀机机械故障原因分析及处理.docx

1、小型透平膨胀机机械故障原因分析及处理小型透平膨胀机机械故障原因分析及处理PLN-64-025 型透平膨胀机(厂家代号 0303A)系哈尔滨制氧机厂KZO-50 型空分设备(厂家代号 1K015A)的配套主机之一。具备所有静压气体润滑透平膨胀机(以下简称膨胀机)共有的特性，尤其启动性能极佳。该套空分设备于 1992 年 5 月开始安装，12 月正式投产，至 2000年 5 月底，分馏塔加温 30 余次，膨胀机却从未取下拆检。6 月 3 日膨胀机声音异常紧急停车，折检发现风机叶轮防松螺母松动，因未及时发觉，导致风机叶轮叶片磨损过大而报废，酿成整个空分设备停产近一个月的重大损失。1 1 故障现象与经

2、过故障现象与经过1998 年 7 月 14 日 11 时，膨胀机转速表突然失灵，转速指示从67000rmin 降至 30000rmin 左右，指针有时在 030000rmin 之间来回摆动，但膨胀机未发现异常声音。由于氧气供应相当紧张，运行人员未紧急停机，技术人员也认为是转速表本身故障，未要求拆检膨胀机。由于膨胀机运行声音、膨胀前后温度、膨胀前后压力均正常，在转速表指示失灵的情况下，膨胀机一直在运行。2000 年 6 月 1 日 7 时，运行人员听见膨胀机运转声音不正常，立即停车，外观检查发现风机端盖过热。 8 时 30 分，技术人员拆开风机端盖进气法兰，通人 06MPa 的轴承气，通过风机端

3、盖对转子起浮情况检查良好，测量转子与中间体外壳的电阻值无穷大，风机叶轮转动也正常，就认为膨胀机不存在问题。设备重新启动后，膨胀机运行无异常。6 月 3 日 9 时，运行人员发现膨胀机运行声音异常，风机端盖发烫，随后紧急停车。拆检膨胀机发现：风机轮叶片全部磨损(减少225mm)，风机端盖有明显的摩擦痕迹，风机轮压紧螺母可活动而丧失紧固作用，磁电传感器线圈颜色发黑，轴承及转子也有轻微的摩擦痕迹，膨胀叶轮一叶片根部有 6mm 的径向裂纹缺陷。2 2 故障原因分析及判定方法故障原因分析及判定方法转速表指示失准，一般有两种原因：一是因膨胀机本身故障造成转速表指示异常，这种情况往往伴随着膨胀机有严重的异常

4、声音；二是磁电传感器故障所致。磁电传感器安装在制动风机的端盖中间，由两块绕有线圈的永久磁铁组成，利用磁电感应原理，如果线圈对地短路或内部受潮绝缘被破坏，转子转动时切割磁力线产生的感应电流出现变化，造成测量转速不准。可用兆欧表测量线圈接线对地电阻及绝缘程度，以作出准确的诊断。膨胀机转速表在 040环境温度下能正常工作，温度过低或过高均对转速表测量不利。在分馏塔加温时没有取下膨胀机，即使在风机排气放空阀关闭的情况下，由于冷吹阶段空气的温度远低于 0，加温后期的空气温度又高于 40，这两种温差较大的气体长时间充满风机系统，磁电传感器线圈受影响最大，多次进行加温，就会产生线圈受潮不绝缘、对地短路的故障

5、，在这种情况下转速表指示会迟钝且低于实际转速。转速表本身发生故障的情况十分少见。在转速表指示失准的情况下，可先判断是否因机械故障所致，应拆下膨胀机进行检查。如机械系统无异常，可凭经验进行操作，转速显示偏低，不必担心膨胀机因转速超高而自动停车，造成分馏塔上塔压力上升进而威胁分馏塔的安全。可在保证膨胀机前后压力、温度处于正常范围内维持运转。风机轮叶片与风机端盖的严重摩擦，是导致风机轮损坏的直接原因。这种故障只有在风机轮螺母明显松动的情况下才会发生。螺母一般都具有自锁性，在静载荷和工作温度变化不大时不会自动松脱。但是，在冲击、振动和变载荷的作用下，或在测试变化较大的环境下工作时，螺纹间的摩擦力可能在

6、某一瞬时消失或减小，这种现象的多次重复，就会使螺纹联接逐渐松动。为防止螺纹联接松动造成膨胀机工作不正常或发生严重事故，风机轮与转子间的固定采用螺母和止动垫片结合的机械防松装置，膨胀叶轮的螺母与转子采用长细牙螺纹联接，以满足其长期运行的技术要求。风机轮压紧螺母与转子采用粗牙螺纹联接，其 自锁性较差。加温时膨胀机未取下，其螺母受温差变化的影响，会热胀冷缩。虽有止动垫片制约，由于加温多次，其松动仍不可避免。当风机轮与端盖的间隙完全消失就会发生摩擦，其结果是膨胀机运转声音异常，风机端盖发烫，漆色改变，风机轮叶片磨损严重，转子失去动平衡。转子与轴承之间的摩擦同样会产生。膨胀机出现严重机械事故，就直接导致整套空分设备的停运。