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1、安全技术处理小型透平膨胀机机械故障 PLN-6/4-0.25型透平膨胀机(厂家0303A)系哈尔滨制氧机厂KZO-50型空分设备(厂家1K015A)的配套主机之一。具备全部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月开头安装，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日膨胀机声音特别紧急停车，折检发觉风机叶轮防松螺母松动，因未准时发觉，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 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67000r
2、/min降至30000r/min左右，指针有时在030000r/min之间来回摇摆，但膨胀机未发觉特别声音。由于氧气供应相当紧急，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状况下，膨胀机始终在运行。 2000年6月1日7时，运行人员听见膨胀机运转声音不正常，马上停车，外观检查发觉风机端盖过热。 8时30分，技术人员拆开风机端盖进气法兰，通人0.6MPa的轴承气，通过风机端盖对转子起浮状况检查良好，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
3、机运行无特别。6月3日9时，运行人员发觉膨胀机运行声音特别，风机端盖发烫，随后紧急停车。拆检膨胀机发觉：风机轮叶片全部磨损(削减22.5mm)，风机端盖有明显的摩擦痕迹，风机轮压紧螺母可活动而丢失紧固作用，磁电传感器线圈颜色发黑，轴承及转子也有稍微的摩擦痕迹，膨胀叶轮一叶片根部有6mm的径向裂纹缺陷。 2 故障缘由分析及判定方法 转速表指示失准，一般有两种缘由：一是因膨胀机本身故障造成转速表指示特别，这种状况往往伴随着膨胀机有严峻的特别声音;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，假如线圈对地短路或内部受潮绝缘被破坏，转子转
4、动时切割磁力线产生的感应电流消失变化，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，以作出精确的诊断。 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状况下，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布满风机系统，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，在这种状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状况非常少见。在转速表指示失准的状况下，可先推断是否因机械故障所致，应拆下膨胀机进行检查。如机
5、械系统无特别，可凭阅历进行操作，转速显示偏低，不必担忧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逼分馏塔的平安。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峻摩擦，是导致风机轮损坏的直接缘由。这种故障只有在风机轮螺母明显松动的状况下才会发生。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某一瞬时消逝或减小，这种现象的多次重复，就会使螺纹联接渐渐松动。为防止螺纹联接松动造成膨胀机工作不正常或发生严峻事故，风机轮与转子间的固定采纳螺母和止动垫片结
6、合的机械防松装置，膨胀叶轮的螺母与转子采纳长细牙螺纹联接，以满意其长期运行的技术要求。 风机轮压紧螺母与转子采纳粗牙螺纹联接，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，其松动仍不行避开。当风机轮与端盖的间隙完全消逝就会发生摩擦，其结果是膨胀机运转声音特别，风机端盖发烫，漆色转变，风机轮叶片磨损严峻，转子失去动平衡。转子与轴承之间的摩擦同样会产生。膨胀机消失严峻机械事故，就直接导致整套空分设备的停运。 3 故障的处理方法 膨胀机拆检后，确认风机轮、工作轮报废。两个轴承镶套内衬因消失裂纹、松动的严峻缺陷，且间隙0.06mm，牢靠性降低而
7、不能使用。自购回备件进行组装，在无负荷试车时，当轴承气压力升至0.2MPa时进行转子悬浮试验，测量转子与外壳体的电阻值无穷大，悬浮性能良好，但无法进行启动。具体状况是：在做好膨胀机启动的各项预备工作后，当上塔压力达0.4MPa时，开启通2阀的，瞬间，膨胀机内消失啪的一声撞击，发生卡机事故，紧急停车。拆检发觉：风机侧轴承限位板4个固定螺钉全部断裂，轴承镶套内衬与转子有严峻摩擦痕迹。反复装配数次，悬浮转动均正常，但撞击、卡机现象无法消退，试车被迫中断。通过对故障仔细的分析，确认是更换风机轮、工作轮后，转子整体动平衡重心偏移量过大所造成。在这种状况下，不行草率地推断为轴承与转子之间的间隙过小所致，扩
8、大其间隙，只会造成轴承的报废。 在没有高精度的动平衡条件下，轴承和限位板的固定螺丝的破坏程度也愈严峻，还有可能使转子产生轴向变形，在这种状况下，上塔0.4MPa压力的气体能量高速作用于工作轮，必定使转子产生向风机一侧位移，这种位移产生的突发撞击力，导致风机侧固定螺丝径向断裂。送到厂家进行处理，膨胀机转子动平衡经厂家校验合格后，装机试车一次胜利，启动液化特别顺当。 膨胀机每次就位时，肯定要留意本体的轴向水平度和横向水平度应符合长期运转的要求，严格对膨胀机进行悬浮试验。悬浮试验合格后，再进行负荷试验，启动后应渐渐提高转速至正常转速。确认达到要求后才可投入使用，以保证运转的牢靠性。 4 机械故障的预
9、防 分馏塔的操作和调整均可引起膨胀机技术参数 的转变，两者之间的关系非常紧密。为了防止机械事故的发生，在启动前除根据技术说明书的要求外，还应留意做好以下预备工作： (1)在压力达1MPa时，轴承气压力应调整在0.5MPa，以保证热交换器压力在1.4MPa时，轴承气压力达到0.6MPa。 (2)防止在启动膨胀机时转速超高，全关膨胀机后污氮放空阀，节-3阀开3/12转。 (3)轴承气压力表绿针调至0.3MPa，红针调至0.5MPa，确保启动、停车掌握电路正常工作。 膨胀机在消失紧急状况时，操作人员必需正确坚决地进行处置，否则就会酿成责任事故。当膨胀机因超速自动停车时，膨胀机进口阀通2会马上关闭，应
10、快速开大污氮旁通节流阀节3，再按启动按纽，可重新启动;在活动节流阀刮霜和切换纯化器时切断加热器气源时，应观看转速指示表，防止超速;当因轴承气压力过低自动停车时，应稍开节3，关小液空调整阀节2，当压力达到要求后再重新启动;当紧急停电时，应快速关闭节2、通2、节3，在完成这些动作后，再开分馏塔高压放空阀。不论是正常停车还是紧急状况下的特别停车，切记不要首先开大高压空气放空阀，以维持轴承气压力，为有步骤的停车争取珍贵时间。在操作和检修的整个过程中，应将预防膨胀机卡机和工作轮、风机轮摩擦的机械事故作为设备管理的主要目标进行考核。 对膨胀机相关管路进行适当的改进，可使操作更加简洁有用。原风机蜗壳设计用水
11、冷却，会产生水垢，形成堵塞，冷却效果变差，有时还会消失水分渗漏至风机内部。可取消冷却水冷却，将放空的轴承气引入蜗壳内进行冷却，效果甚佳。风机制动气全部直接放空，拆除风机排气进加热器管路，可有效地削减和防止切换纯化器时的误操作。 对膨胀机工作轮和风机轮防松螺母的检查应半年进行一次。在分馏塔进行加温时是检查的最佳时机。在膨胀机正常使用的过程中，防松螺母的检查对事故的预防极其重要，而这种检查又特别简洁，机身不用解体，只需用两把扳手反方向作用于工作轮螺母和风机轮螺母，将其扳紧即可。 在取下膨胀机时，由于蜗壳内温度很低，导流器有可能取不出来，为了防止加温时开启通2，塔内温度上升，其加温空气压力将导流器吹
12、出砸向地面而损坏叶片，可自制盲板与中间体法兰相连(盲板见图1)，可保证I、热交换器膨胀后污氮隔层的加温柔导流器完好的需要。 5 运行与检查 膨胀机正常运行必需同时具备四个要素： (1)有高度清洁、压力平稳、连续供应的轴承气。 (2)各部位间隙在规定的技术要求范围内，转子与其它部件不能消失任何摩擦。 (3)高质量的动平衡精度。 (4)工作轮、风机轮防松螺母必需紧固。 四个要素是一个有机的整体，互为条件，相互影响，缺一不行。其中轴承气、间隙是可以调整的，而动平衡精度、防松装置的牢靠性在设备出厂时已确定，具有不行更改的性质。膨胀机虽有运行平稳、故障率较低的特点，但在思想上肯定不能松懈。在运行中要依据表1、表2的技术参数常常进行巡检，发觉特别准时实行有效措施，将事故毁灭在萌芽状态。 第 5 页 共 5 页