一起透平膨胀机油压低联锁故障分析及处理

　　摘要：详细分析了CRYOSTAR TP200/45A型号的透平膨胀机油压低联锁的故障原因，介绍了故障处理的主要过程和措施。

　　一、前言

　　TP200/45A型透平膨胀机由法国CRYOSTAR公司设计制造，是一种高速旋转的低温设备，是利用压缩气体(工质)在机内绝热膨胀，输出外功产生冷量来获得低温气体的，主要用于低温冷冻专用气体(如液化氮)或空气分离。主要原理是工质在透平膨胀机的通流部分中膨胀获得动能，并由工作轮轴输出外功，根据能量转换和守恒定律可知，工质在透平膨胀机内绝热膨胀获得动能，输出外功时，工质的能量(焓值)一定要减少，即出口工质的温度要降低，内能就会减少。

　　二、润滑油系统简介

　　此型膨胀机润滑油系统为闭式、部分加压设计。润滑油泵将油从常压式油箱抽出，经油冷器和温控阀调节温度后分成两路供油，一路经油过滤器及压控阀过滤和调节压力后进入膨胀机轴瓦润滑;另一路直接进入液压制动机进行制动和调节功率吸收。回油系统也有两路，一路从轴瓦润滑点出来后经常压式回油管直接回到油箱;另一路经制动端出来后部分循环制动，部分经单向阀回到油冷器和温控阀入口。图一为润滑油系统工艺流程图，黑色粗管线为润滑油管路。

　　润滑油系统流程图

　　三、故障现象及经过

　　透平膨胀机在连续运行三个月正常停机后，润滑油泵一直运行，设备处于正常备用状态，期间未进行过操作和调整。该机在备用状态下润滑油供油压力为10bar(1bar=0.1MPa，下同)，油温为40℃;工作状态下供油压力为8bar，油温为45℃;油压低报警值为7bar，低联锁值为6.5bar。一个月后重新启动膨胀机随着转速的升高出现了油压持续降低至低低联锁停机现象，开机前检查油位、油温和油压等均正常，启动后转速升至4000转/min时供油压力为8.5 bar， 转速升至7000r/min时供油压力为8 bar， 转速升至10000r/min时供油压力降至7 bar，当转速升至12000r/min(日常开机后转速要升至16000r/min)时出现了油压低低联锁停机。

　　四、故障原因分析

　　根据上述现象分析可能有以下几种原因：

　　(1)仪表方面 供油压力在进润滑点前有两个并排取压点，一个取压点至控制盘现场压力表指示，另一点至压力变送器和压力开关。如果压力变送器或压力开关出现故障，就会产生压力变送误差变大或压力开关动作失灵现象，导致误报警和误联锁出现。

　　(2)油泵和润滑油 油泵为双螺杆泵，泵体上设有z*大压力调节阀，可以通过其调节螺钉调节泵的输出压力设置，如果调节螺钉松动使其z*大压力值设置降低就会导致油量不足引起油压降低。润滑油如果被氧化变质或少量进水乳化会使粘度降低导致油压不足。

　　(3)润滑油管路 油管路上有两道过滤器(油泵入口过滤器和进轴瓦前油过滤器)、温控阀、压控阀和单向阀等组成。如果过滤器出现堵塞或泵出口单向阀卡涩就会导致过油量不足引起油压降低;如果压控阀失灵或在z*大回流位置上卡死也会导致过油量减少从而引起油压降低。

　　五、处理过程和措施

　　1)重新启动膨胀机，在不同转速下比较现场压力指示和油压变送器数值及压力开关动作情况，发现现场压力指示和油压变送器数据基本一致，排除了仪表误报警和误动作的可能。

　　2)打开油箱盖抽出油泵检查z*大压力阀调节螺钉无松动，检查泵入口过滤器较清洁无污堵现象。对润滑油取样化验其品质，化验结果(见下表)显示各项性能参数均合格。

　　3)打开检查油过滤器两组滤芯，发现较清洁无污堵现象，但仍更换了新滤芯。拆卸单向阀检查其动作灵活无卡涩现象。拆卸压力控制阀并解体检查发现其主管路调节活塞在z*大回油位置因油污较多卡死，导致卸载通道回油箱油量较大，在开机不断增大负荷提高转速时压控阀调节活塞无法回位保持其设定工作压力，使到润滑点油量减少、油压降低。清洗压控阀回装后开膨胀机提高转速油压稳定在设定工作压力8 bar(g)，低油压联锁故障消除。

　　六、结语

　　本次低油压联锁故障直接原因是由润滑油压力控制阀调节活塞卡死引起的，间接原因是膨胀机在工厂初次油运试机后到现场没有拆开管路和管件检查清洗，使油泥集聚到压控阀内导致活塞卡死调节失灵。这为我们解决另一台同型号膨胀机和其它设备出现类似故障提供了经验参考，也为以后新设备到现场运行前进行相关检查提供了宝贵经验。