一起透平膨脹機油壓低聯鎖故障分析及處理

　　摘要：詳細分析了CRYOSTAR TP200/45A型號的透平膨脹機油壓低聯鎖的故障原因，介紹了故障處理的主要過程和措施。

　　一、前言

　　TP200/45A型透平膨脹機由法國CRYOSTAR公司設計制造，是一種高速旋轉的低溫設備，是利用壓縮氣體(工質)在機內絕熱膨脹，輸出外功產生冷量來獲得低溫氣體的，主要用于低溫冷凍專用氣體(如液化氮)或空氣分離。主要原理是工質在透平膨脹機的通流部分中膨脹獲得動能，并由工作輪軸輸出外功，根據能量轉換和守恒定律可知，工質在透平膨脹機內絕熱膨脹獲得動能，輸出外功時，工質的能量(焓值)一定要減少，即出口工質的溫度要降低，內能就會減少。

　　二、潤滑油系統簡介

　　此型膨脹機潤滑油系統為閉式、部分加壓設計。潤滑油泵將油從常壓式油箱抽出，經油冷器和溫控閥調節溫度后分成兩路供油，一路經油過濾器及壓控閥過濾和調節壓力后進入膨脹機軸瓦潤滑;另一路直接進入液壓制動機進行制動和調節功率吸收。回油系統也有兩路，一路從軸瓦潤滑點出來后經常壓式回油管直接回到油箱;另一路經制動端出來后部分循環制動，部分經單向閥回到油冷器和溫控閥入口。圖一為潤滑油系統工藝流程圖，黑色粗管線為潤滑油管路。

　　潤滑油系統流程圖

　　三、故障現象及經過

　　透平膨脹機在連續運行三個月正常停機后，潤滑油泵一直運行，設備處于正常備用狀態，期間未進行過操作和調整。該機在備用狀態下潤滑油供油壓力為10bar(1bar=0.1MPa，下同)，油溫為40℃;工作狀態下供油壓力為8bar，油溫為45℃;油壓低報警值為7bar，低聯鎖值為6.5bar。一個月后重新啟動膨脹機隨著轉速的升高出現了油壓持續降低至低低聯鎖停機現象，開機前檢查油位、油溫和油壓等均正常，啟動后轉速升至4000轉/min時供油壓力為8.5 bar， 轉速升至7000r/min時供油壓力為8 bar， 轉速升至10000r/min時供油壓力降至7 bar，當轉速升至12000r/min(日常開機后轉速要升至16000r/min)時出現了油壓低低聯鎖停機。

　　四、故障原因分析

　　根據上述現象分析可能有以下幾種原因：

　　(1)儀表方面 供油壓力在進潤滑點前有兩個并排取壓點，一個取壓點至控制盤現場壓力表指示，另一點至壓力變送器和壓力開關。如果壓力變送器或壓力開關出現故障，就會產生壓力變送誤差變大或壓力開關動作失靈現象，導致誤報警和誤聯鎖出現。

　　(2)油泵和潤滑油 油泵為雙螺桿泵，泵體上設有z*大壓力調節閥，可以通過其調節螺釘調節泵的輸出壓力設置，如果調節螺釘松動使其z*大壓力值設置降低就會導致油量不足引起油壓降低。潤滑油如果被氧化變質或少量進水乳化會使粘度降低導致油壓不足。

　　(3)潤滑油管路 油管路上有兩道過濾器(油泵入口過濾器和進軸瓦前油過濾器)、溫控閥、壓控閥和單向閥等組成。如果過濾器出現堵塞或泵出口單向閥卡澀就會導致過油量不足引起油壓降低;如果壓控閥失靈或在z*大回流位置上卡死也會導致過油量減少從而引起油壓降低。

　　五、處理過程和措施

　　1)重新啟動膨脹機，在不同轉速下比較現場壓力指示和油壓變送器數值及壓力開關動作情況，發現現場壓力指示和油壓變送器數據基本一致，排除了儀表誤報警和誤動作的可能。

　　2)打開油箱蓋抽出油泵檢查z*大壓力閥調節螺釘無松動，檢查泵入口過濾器較清潔無污堵現象。對潤滑油取樣化驗其品質，化驗結果(見下表)顯示各項性能參數均合格。

　　3)打開檢查油過濾器兩組濾芯，發現較清潔無污堵現象，但仍更換了新濾芯。拆卸單向閥檢查其動作靈活無卡澀現象。拆卸壓力控制閥并解體檢查發現其主管路調節活塞在z*大回油位置因油污較多卡死，導致卸載通道回油箱油量較大，在開機不斷增大負荷提高轉速時壓控閥調節活塞無法回位保持其設定工作壓力，使到潤滑點油量減少、油壓降低。清洗壓控閥回裝后開膨脹機提高轉速油壓穩定在設定工作壓力8 bar(g)，低油壓聯鎖故障消除。

　　六、結語

　　本次低油壓聯鎖故障直接原因是由潤滑油壓力控制閥調節活塞卡死引起的，間接原因是膨脹機在工廠初次油運試機后到現場沒有拆開管路和管件檢查清洗，使油泥集聚到壓控閥內導致活塞卡死調節失靈。這為我們解決另一臺同型號膨脹機和其它設備出現類似故障提供了經驗參考，也為以后新設備到現場運行前進行相關檢查提供了寶貴經驗。