离心机组轴瓦温度波动问题及解决对策

同辉 

陕西润中清洁能源有限公司  （陕西省 咸阳市 713600）

摘要：轴承是离心机组最重要的部件之一，在离心机组运行过程中，在很多因素的作用下轴瓦温度经常会出现异常升高的现象，如果轴承发生故障容易导致机组惰走时间缩短甚至停机，不利于机组的安全经济运行。因此，加强离心机组轴瓦温高原因分析及治理研究具有重要的意义。基于此，本文以某离心式压缩机轴瓦故障为例，对其轴瓦温度波动问题及解决措施进行分析。

关键词：离心机组；轴瓦；温度异常；措施

引言

在正常运行条件下，离心式压缩机依靠高压润滑油来保持轴承在高转速和大负载条件下安全可靠的工作。机组转子的轴颈支撑在浇有一层质软、熔点低的巴氏合金的轴瓦上，并作高速旋转，使轴颈与轴瓦之间形成油膜，从而减小摩擦阻力；同时，摩擦产生的热量被回油带走，使轴承轴瓦温度始终保持在合理的范围。轴瓦温度高会降低轴承使用寿命甚至导致其损坏，严重影响机组的安全运行。因此，需要针对轴瓦温度升高的原因及治理进行分析和研究。

1影响轴瓦温度因素

轴瓦温度高是机组运行中比较常见的缺陷，国内很多学者对此进行了研究。如钱涛通过清洁汽轮机中的杂物、对轴瓦进行调整、提高轴瓦的质量、降低运行阻力等措施降低瓦温；张世东等通过降低轴承标高，使机组运行达到优秀标准；闫修峰通过优化汽轮机本体检修工艺来确保轴瓦温度达标。这些研究分别针对引起瓦温偏高的不同原因采取了相应的治理或处理措施，为汽轮机轴瓦温高治理提供了经验借鉴。

由于轴瓦是在高转速、大载荷的工况下运转，因此必须确保轴瓦运转的安全性以及较小的摩擦力。为了符合轴瓦运转要求，通常采用滑动轴瓦向轴承内连续不断地供给压力、温度符合轴瓦运转要求的润滑油。同时，转子的轴颈一般是支撑在轴瓦上的，且轴瓦具有质软、熔点低的特点，这样就能够在高速旋转下形成油膜，产生液体摩擦，进而减少摩擦力。而由摩擦力产生的热量就会被回油带走，以此来使轴承的温度一直保持在要求范围内[1]。

由上述可知，轴瓦的运转情况是由轴瓦温度、轴瓦振动、轴系稳定性以及回油温度等来决定的。因此，影响轴瓦温度的因素主要表现在以下几个方面：

（1）轴瓦表面存在脱落、损伤现象。当轴瓦表面有脱落、损伤，就会影响油膜的稳定性，进而使轴瓦的温度升高。

（2）轴瓦与轴颈接触不均匀。轴瓦与轴颈接触不良会增加两者之间的摩擦力，使轴瓦温度升高。

（3）轴瓦载荷分配不均。当轴瓦荷载过大时，油膜容易破裂，使轴瓦和轴颈局部产生干摩擦，导致轴瓦温度升高；当轴瓦荷载偏小时，油膜会过厚容易失稳，发生油膜振荡，进而引起轴瓦温度升高[2]。

（4）轴承润滑油温度过高。如果轴承润滑油的温度过高，就会失去其本身的冷却效果，轴瓦温度相对也会升高。

（5）轴瓦进油量不足或排油不畅。轴承润滑油具有润滑、冷却功能，如果轴瓦存在进油量不足或排油不畅等问题时，就无法发挥润滑油的冷却作用，进而导致轴瓦温度偏高。

（6）轴瓦与轴顶部间隙不合格。如果轴瓦与轴顶部间隙过小，当机组高速旋转时就会破坏油膜，轴瓦和轴颈局部就会产生干摩擦，进而使轴瓦温度升高。

2概况分析

某离心式压缩机已投用4年，在运行中发现高速轴轴瓦温度逐步上升，其中第4级轴瓦温度上升最为明显，正常状态下的温度曲线规则且保持在同一水平线，轴瓦温度异常时的曲线不规则且呈上涨趋势。拆解压缩机后，清理各级叶轮、高速轴并更换各级轴瓦，但未能解决轴瓦温度高的问题。

2.1轴瓦温度波动原因

通过检测轴与轴瓦间隙值、高速轴振动值、位移值等均在设计标准范围内，排除机械方面导致轴瓦温度高的原因。检修发现高速轴附着不溶凝聚物，分析判断轴瓦温度高由该附着物造成。经过用MPC（漆膜倾向指数）法对油品化验检测，分析该不溶凝聚物为漆膜。因为该润滑系统无流量监测，通过外置超声波流量检测仪检测，润滑油流量较正常值低约1/3。综合分析后认为，因为润滑油流量下降，在轴瓦处造成润滑不良、局部产生高温，长时间运行后会导致轴瓦处润滑油因高温变质、产生漆膜[3]。该物质不断地聚集附着，使高速轴运动时摩擦力变大产生热量，导致轴瓦温度逐渐升高

2.2漆膜形成机理

漆膜是一种高分子烃类聚合物，是油品氧化的产物，颜色从浅棕色、棕色至棕褐色。漆膜在使用一段时间的机械设备油液中普遍存在，尤其在汽轮机油和高压力，高转速的液压系统中更为常见。

（1）油品的氧化。润滑油在使用过程中做不到绝对密封，空气、水、接触的金属不可避免会混入润滑油，研究显示这些物质是加速润滑油氧化变质的根本原因。

（2）油液的“微燃烧”。通常情况下，润滑油中溶解的空气饱和后，进入油液的空气以小气泡状态悬浮在油液中。常压状态的润滑油被泵入机械啮合的部位受到挤压，润滑油里的小气泡被压缩升温，使油液具备“微燃烧”条件，生成微小粒径的不溶物，这些不溶物带有极性，易粘附到金属表面从而形成漆膜[4]。

（3）油液中的电火花现象。润滑油经过微小间隙处，如阀芯、精细滤芯时，分子间内摩擦产生静电，累积后突然放静电，局部产生高温，此时也易生成漆膜。

3轴瓦温度波动处理措施

通过对漆膜的深入研究，发现传统的机械过滤和简单换油无法有效清除掉润滑油系统中已经存在的漆膜，手动清洗的弊端是无法清除油冷器、油管内壁附着的漆膜，化学清洗的弊端是残留液会腐蚀机械零件。目前市场可行的漆膜数量方法有3种。

（1）离子交换树脂过滤法。离子交换树脂的吸附原理如图6所示：交换基团分为固定部分和活动部分，固定部分被束缚在高分子基体上，不能自由移动、成为固定离子，活动部分与固定部分以离子键的方式结合在一起，成为可交换离子；固定离子和活动离子分别带相反电荷，在溶液中活动部分离解成自由移动的离子，与溶液中的其他带同种电荷的有害离子（如油品降解产物、漆膜、积碳等）发生交换，使之与固定离子相结合，被牢牢吸附在交换基团上，从而除去溶液中的有害离子。

（2）静电吸附过滤法。静电吸附是利用直流静电发生器产生高压静电场，使油中微小颗粒物极化而分别显示正、负电性，带电极的微小颗粒在电磁场的作用下向相反电极方向游动，不带电极的中性颗粒被带电粒子挤着移动，最终带电与不带电的微小颗粒物都将依附于收集器上。

（3）“静电吸附+树脂吸附”法。该方法利用树脂吸附油液中溶解的漆膜，电荷吸附油液中悬浮的漆膜，效率高，后期树脂耗材较低。综合分析比较，采用“静电吸附+树脂吸附”方法的效率更高，仅需5～7d即可处理完2000L润滑油。

通过对漆膜的处理，机组轴瓦温度已恢复正常。机组故障处理过程中，深刻认识到漆膜的危害性。由于漆膜的产生不易被发现，后期设备检修时，应在关注机械问题的同时高度重视润滑油漆膜问题，避免设备出现问题就盲目更换备件，造成浪费。

4结束语

综上所述，轴瓦是离心机组比较重要的组成部件，温度过高不仅会损坏部件，造成经济损失，甚至还会导致机组停机，影响机组的安全运行。因此，针对机组轴瓦温度波动故障情况，需分析其故障原因，并采取相应处理措施，以此保障离心机组安全稳定运行。

参考文献

[1] 黄生文 刘晓东 李振海.汽轮发电机组6#轴承瓦温异常原因分析及处理[J].科技创新与应用，2020(19):107-108

[2] 张世东 顾敏.某300MW汽轮发电机组轴承瓦温高原因分析及处理[J].电站系统工程，2019(1):45-47

[3] 闫修峰.635MW机组主机轴振与瓦温高原因分析及治理[J].山东电力高等专科学校学报，2021(4):54-56，61

[4] 刘晶晶 焦军政 杨竹青等.汽轮机轴瓦温度高的原因分析及处理[J]．华电技术，2013，35(7):42-43