有关压缩机推力轴承温度过高故障处理

一、问题及原因
1．问题
        为冶炼工艺供风用的压缩机，流量285m3/min，压力444kPa，转速11250r/min，功率1125kW。该机TE218测点推力轴承采用线支承可倾瓦结构，运行油温为45℃时，轴承温度达98℃，接近报警值（100℃）。为保证设备安全运转，将运行油温调整为40℃，推力轴承运行温度降为93℃。设备运行半年后，推力轴承温度开始上升，并超过报警温度值，设备自动停车。为正常生产，解除压缩机的系统联锁，压缩机推力轴承一直在超过报警温度值上运行，大修时对压缩机解体检修，发现推力轴承粘烧，并且推力盘表面严重划伤，推力轴承损坏无法使用。检修研磨推力盘和更换推力轴承和平衡鼓气封后，设备能运行，但没过三个月推力轴承温度仍超过报警值。
2．推力轴承发热原因
        推力盘面光洁度不够；轴承面线速度过高；轴承受力过大大修时发现推力盘损伤，虽经过修复但达不到原设备上的要求，再者压缩机试车时推力轴承温度就一直很高，而当时的推力盘面并无损伤。因此，轴承过热主要原因，应是轴承受力过大所致。
        根据对压缩机结构的研究发现，压缩机转子是由四个叶轮和平衡串联在主轴上，并在机壳上有一个平衡毂气室，TE218测点的推力轴承在轴承盒末端，而和它紧邻的在同一轴承盒内的TE201测点的推力轴承为81℃，说明平衡毂平衡力小于四个叶轮产生轴向力，这有可能是平衡毂上的气封间隙大漏气而造成平衡毂前后压差减小，降低了平衡力。更换气封后，TE218测点温度不再土升，保持在98~99℃，和试车时一样，但仍然接近100℃的报警值，说明轴承受力偏大。
3．回油结构不合理
        检查供油、回油结构，发现润滑油从轴承座的两侧进入，靠推力盘旋转产生离心力沿瓦块表面甩向外圆，给推力轴承和推力盘提供润滑和冷却。但推力轴承和推力盘处的轴承座并无排放点，大量润滑油又沿轴从内向外排出，在推力轴承和推力盘处的润滑油形成内循环死区，其间推力轴承和推力盘所产生的热量无法全部带走，因此产生热积累形成积炭，粘浮在推力轴承和推力盘上，使推力轴承温度升高。
二、故障处理方法
1．增大平衡力减小轴承受力
        要增大平衡力最直接的方法是加大平衡毂的直径，但改造难度非常大，成本也高。经研究，把平衡毂后气室压力降低成负压，使平衡毂前后压差增大来提高平衡力。在平衡毂后气室蜗壳处钻眼用内径65mm管道连通至压缩机一级进气日，使平衡气室与一级进气口相通形成负压，相应地增加平衡毂前后压差，增大了平衡力，推力轴承受力减小经测试，在运行油温45℃时，TE218测点推力轴承温度在93℃，TE201测点推力轴承温度为81℃。
2．利用电机磁力线不重合来减少轴承受力
        虽然平衡管解决了部分平衡力，但要达到完个平衡，还需增加真空系统，这要在压缩机上增加设备，不便于操作。在压缩机机组找正时，有意地把联轴器轴向长度尺寸调整到允许的最大尺寸，压缩机与增速机间联轴器轴向间隙尺寸调整到上限值1.7mm，把电机的磁力中心线与转子中心线位置偏离4mm，使电机运行时磁力与轴承受力方向相反，并通过弹性膜片联轴器传递，减少了轴承受力。找正后试运行，TE218测点轴承温度降低为90℃，TE201测点推力轴承温度为83℃，轴承受力基本达到平衡。
        但长期运行后，两推力轴承温度都有不同程度升高，TE218处为93℃，TE201处为84℃。大修拆检压缩机推力轴承，发现轴承瓦块发黑，推力盘和轴承座中部有发黄、发黑的积炭现象，需进一步分析。
3．改进回油结构
        在轴承座中部两侧钻两孔，且在靠近两孔处的轴承压盖上对外分别开两个半圆槽，以增加排放点，使死区的润滑油从轴承座中部的两个侧孔，通过轴承压盖上两半圆排油槽排放和循环，提高轴承和推力盘冷却效果。
        经运行，在正常运行油温45℃时，TE218测点推力轴承温度在86℃，TE201测点推力轴承温度80℃，不再有升高现象，同时积炭现象减少。
三、注意事项
        改变回油结构后，由于推力轴承处供、回油系统阻力变小，供油量增加，使其他轴承供油量减小，温度升高因此，必须重新调整各分配点的油压，特别是适当调整推力轴承的供油量。把推力轴承分配点的油爪由280kPa调整为250kPa，保证其他轴承分配点的油压在设计值上，最终使TE218测点推力轴承的温度稳定在87℃。经过两年运行，TE218测点推力轴承的温度稳定，压缩机组安全运行。