离心式压缩机止推轴瓦故障分析及解决措施解读

1、离心式压缩机止推轴瓦故障分析及解决措施解读润滑与密封L UBR I CAT I ON ENG I NEER I NGA pr 2011V ol 36N o 4DO I :10 3969/j issn 0254-0150 2011 04 027收稿日期 :2010-11-01作者简介 : 刘军峰 (1978 ,男,工程师 ,从事设备维修及管理工作. E ma i :lli uli uai 163 com .离心式压缩机止推轴瓦故障分析及解决措施刘军峰( 中国石油大学 ( 华东 石大科技集团有限公司山东东营 257061摘要 : 基于止推轴瓦结构以及油膜形成机制 , 对 MCL524 6离心式压缩

2、机止推轴瓦故障进行分析 , 提出修复止推盘、更换烧损瓦块和确保止推瓦进油量等解决措施。检修后压缩机止推轴瓦运行结果表明 , 轴瓦温度正常 , 装置运行平稳。关键词 : 离心式压缩机 ;推力轴瓦 ;油膜厚度中图分类号 :TE964 文献标识码 :B 文章编号 :0254-0150(2011 4-114-2Fail ure Analysis and Sol uti ons of Ce ntrifugal Co mpressor Thrust Be ari ngLi u Junfeng(Shandong Shtar Scie nce&T echnology G roup , Dongyi ng Sh

3、andong 257061, Chi na Abstract :The fail ure of M CL524 6centrifuga l co mpressor thrust beari ng was analyzed based on the thrust beari ng str ucture and the fil m for m i ng mec ha n is m, so m e so l utions werepr oposed such as repairing thr ust disc , replac i ng the da m aged beari ng pad and

4、i nsuring the o il suppl y of thrust tile . The operat i on result of centrif ugal co mpressor thr ust beari ng af ter ma i ntenance sho ws that the beari ng te m perature decreases to the nor m al leve. lK eywords :centrifuga l co mpressor ; thr ust beari ng ; oil fil m th ic kness M CL524 6主风机是山东石

5、大科技集团催化裂化FCC 装置用以给再生器输送空气离心式压缩机。该机组流量 400m 3/mi n ,出口压力0 35M Pa ,介质温度26 ,转速10199r/mi n。M CL5246 主风机不但为再生器提供烧焦空气,而且维持着再生器压力。机组一旦发生故障,将直接影响着催化装置安全平稳运行。该机组自2002 年6 月份投用以来一直运行平稳 ,但 2008 年 8 月份检修时发现机组止推轴瓦瓦块烧毁严重,乌金烧熔 ,瓦块露出胎面。本文作者对该机组止推轴瓦故障进行了分析并提出了解决措施,提高了推力轴瓦工作可靠性 ,确保了装置平稳生产。1 止推轴瓦结构及油膜形成机制M CL524 6 主风机采

6、用止推轴瓦是米楔尔可倾轴瓦,是依靠镜板与瓦块间楔形油膜来承受轴向载荷。楔形油膜刚度与阻尼大小决定着滑动轴承稳定性。米楔尔止推轴瓦止推瓦块同基环直接接触 , 8 瓦块 , 线支撑 , 无均载机构。止推瓦块与止推盘接触一面衬有一层巴氏合金 , 厚度为 11 5mm 。将止推瓦块简化成x 方向长为 B, z方向宽为 L 倾斜矩形平面模型处理 ,如图 1 所示。若只考虑润滑油在 x 方向 ( 圆周方向 相对运动所引起黏性油层中压力变化 , 得出止推轴瓦雷诺方程为 :h 3 =6U d h d x (1由式 (1 可以看出 ,建立稳定动压油膜需要具备3 个条件 :(1 相对运动两表面必须形成一个收敛楔形

7、 ; (2 被油膜分开两表面必须有一定相对滑动速度 v, 其运动方向必须使润滑油从大口流进 , 小口流出 ; (3 润滑油必须有一定黏度 , 供给充分。同时, 还可以看出楔形间隙进出口截面油膜厚度之比越大 , 相对运动速度 v 越大 , 液体黏度越高 , 油膜承载能力也就越大。图 1 止推瓦块简图 F ig 1 Sche ma tic o f t hrust pad压缩机止推瓦背部摆动线将瓦块分成工作面积不同两部分 ,瓦块可以沿摆动线微量摆动。当止推盘随轴旋转时,止推瓦块会偏移一角度 , 在止推盘与止推瓦之间形成油楔。润滑油在止推盘带动下进入油楔 , 随油楔间隙变小 , 油被挤压 , 油压逐渐

8、增加 , 大约当最小油膜厚度 h 0=0 055mm 时承压能力最大 1。2 止推轴瓦烧损原因分析拆检轴瓦检查发现 ,烧毁瓦块从进油侧到出油侧沿周向有均匀明显划痕 , 主推力瓦下瓦第二块瓦块已严重烧损 , 烧毁部位如图 2 所示 , 直径约 15mm, 深 1 5mm, 呈不规则状。对其他瓦块检查发现没有明显烧痕 , 只是在出油侧有 45 道轻微划痕。根据检测分析 , 发现造成轴瓦瓦块烧毁原因主要有以下 3种。图 2 烧损止推轴瓦 F i g 2 The da m aged thrust pad2 1止推盘轴向变形造成滑块烧损一个原因就是止推盘在长周期运行后产生较大轴向变形。将转子装在轴承上

9、, 手盘动转子转动 , 用百分表轴向测量止推盘上各测点跳动量 , 测得止推盘轴向跳动量是 0 03mm, 已经超出标准值 0 015mm 范围。轴向变形量超标将导致机组运行时产生推力后各瓦块在同一时间所承受推力差值较大 , 高速、连续运行中因每块瓦块上推力不断发生较大变化 , 将影响油膜不稳定建立。同时也会使止推盘和止推滑块接触面积减小 , 从而使油膜压力降低。2 2止推瓦瓦块厚度差太大油膜只有呈收敛形 ,才能使油楔内各处压力大于出入口处压力,以产生正压承受轴向载荷。作者用百分表测量烧毁瓦块,入口侧厚度为 14 44mm, 出口侧瓦块厚度为 14 39mm, 入出口厚度差为0 05mm 。根据

10、止推轴瓦雷诺方程可知,进出口截面油膜厚度之比减小会使标准最小油膜厚度处油压降低。为提高油压,势必要减小最小油膜厚度 , 当最小油膜处轴瓦高点高于最小油膜厚度时 , 就会发生干摩擦从而导致烧瓦。2 3止推轴瓦供油量不足机组随机说明书要求止推瓦进油压力在0 02450 049M Pa 范围内 ,但在对机组拆检时发现 ,止推瓦进油管路压力表指针一直在0 03M Pa 处而无法回零 ,油压是否正常无法判断。如果推力轴承供油量不足将会导致瓦块温度升高,而且长期处于缺油状态下运行还会加大瓦块磨损。3 故障解决措施稳定楔形油膜是保证机组止推轴瓦稳定运行关键。通过对M CL524 6 主风机止推轴瓦烧损原因分

11、析 ,制定了以下解决措施。3 1修复止推盘 ,控制其轴向跳动量只有止推盘具有较高精度及平面度,止推盘与轴瓦之间才能建立符合要求楔形油膜 ,作者对磨损止推盘进行了反复着色刮削研磨,研磨后检查止推盘工作面应光滑 ,无麻点、压痕、沟槽等缺陷。经过修复,止推盘轴向跳动量达到了0 013mm,完全符合要求。因为止推盘研磨后减薄0 05mm, 必须调整推力轴瓦背部垫片以达到合适轴向窜量。 3 2 更换烧损瓦块 , 保证瓦块与止推盘平行度将瓦块合金面贴在标准平板上 , 装百分表 , 表针指在瓦背与瓦架接触面上 , 表不动 , 移动瓦块测量瓦背接触面整个面 , 一次测量各瓦块厚度。测量后对厚瓦块进行刮研 ,并

12、且保证相邻瓦块厚度差以及每个瓦块自身厚度差都小于 0 02mm; 用红丹检查瓦块合金面与止推盘接触情况 , 要求整组瓦块沿周向接触不小于 90%, 接触面积不小于 80%2。3 3确保止推瓦进油量为了提高止推瓦块进油量,在每个瓦块进油侧刮出宽度10mm, 深度约 0 2mm倒角3, 并将止推瓦进油节流孔孔径增大 1mm; 同时清理压力油管路 , 更换滤网 , 以保证润滑油进油压力。通过以上措施 , 循环润滑油量提高 , 瓦块摩擦所产生热量能够及时带走。 4 结束语通过对离心式压缩机止推轴瓦失效原因分析,采取有针对性措施进行修复。2008 年 9 月 5 日 ,机组大修后一次性启动成功。通过机组

13、日常监测,止推轴瓦温度由原来 60 下降到 52 ,装置运行平稳。参考文献! 1 ? 芦定军 , 杨建军 , 黄德全 , 等. 推力滑动轴承瓦块倾角数值研究 J. 润滑与密封 , 2004, 29(3:40-41.Lu D i ng j un , Y ang Jianj un , H uang D eq uan , et a. l St udy of t he Incli ne Angle of S li di ng Surf ace o fThrust BearingJ.Lubrica ti on Engineeri ng , 2004, 29(3:40-41.! 2 ? 任晓善 . 化工机械维修手册 M. 北京 : 化学工业出版社 , 2004:360-362.! 3 ? 朱伟 , 刘军峰 , 郭剑 . MCL524 6 离心式压缩机维护与检修J.石油化工设备 , 2009,