空气源热泵机组压缩机故障分析与改进（合集5篇）

第一篇：空气源热泵机组压缩机故障分析与改进

空气源热泵机组压缩机故障分析与改进

前言 ：

空气源热泵机组因其自带冷热源，安装方便等特点，近几年受到广泛应用;但由于受空调负荷及外界环境的影响，工作范围波动较大，机组在非标准工况下运行时间较长，在一些较恶劣的工况下，机组出现了一些压缩机的故障问题。本文就空气源热泵机组在实际运行中出现的一些压缩机故障问题进行了详细分析，并提出了相应的改进措施。

故障现象 ：

空气源热泵机组采用的压缩机型式种类较多，以全封闭活塞式压缩机为常见，而全封闭活塞压缩机的故障问题，大都发生在冬季进行制热运行时。通过对一些故障压缩机解剖的故障情况观察，压缩机的故障大致分为三类:

(1)压缩机吸排气阀片破裂

现象:压缩机油位正常，压缩机的轴承、曲轴、连杆完好，吸排气阀片破裂。

(2)压缩机堵转(此类故障较多)

现象:压缩机冷冻油为黑色、上下轴承套脱落或磨损、连杆断裂、曲轴与轴承的摩擦面及曲轴与连杆的摩擦面有拉毛痕迹、电机转子上有磨损痕迹，吸排气阀片完好。

(3)压缩机电机烧毁

现象:压缩机对地绝缘为0，压缩机的轴承、曲轴、连杆完好。3 原因分析

下面就以上三类故障进行详细分析:

(1)压缩机吸排气阀破裂

从故障现象可以看出，造成压缩机吸排气阀破裂的主要原因是机组水侧系统破裂，水进人压缩机，形成液击而导致阀片打坏。水侧系统破裂主要有两种情况：

①机组在制冷运行时，水系统发生断流现象，由于有些用户私自将流量开关短接，机组不能进行保护动作，水侧热交换器(特别是满液式热交换器)内部水结冰而导致换热铜管冻裂，以致水氟互混，水进入压缩机形成液击造成损坏。

②冬季，用户不使用机组时，没有按照规范操作，将水侧换热器内部的冷冻水放掉或者没有进行相应的防冻措施，水侧热交换器内部水结冰而导致换热铜管冻裂，以致水氟互混，等机组再次开机时，水进人压缩机造成埙坏。

(2)压缩机堵转

从此类故障压缩机的解剖现象看，压缩机内部并不缺油，抱轴堵转是由于瞬时润滑不良引起的，而导致润滑不良的主要原因是润滑油油质发生了变化:油被稀释或油位被制冷剂液体抬高。

出现机组回液的原因有：

①在制冷循环中的制冷剂，通常积存在温度最低的部分，进行冷凝。当机组长时间停机时，由于压缩机的热容量比冷凝器、蒸发器、储液器的热容量大，压缩机成为制冷循环中温度最低的部分，使制冷剂进入。由于润滑油能将制冷剂很好的溶解，所以积聚在压缩机内的制冷剂就溶解在润滑油中，这种现象称为“溶人”现象。制冷剂的“溶入”量视制冷剂充入量、制冷循环的结构和停机时间的长短而各异，在饱和时，大致为充入润滑油量的30-100%。稀释的油会导致润滑不良，造成抱轴。

再者，如果机组长时间停抓，则润滑油将视压缩机封闭壳的温度、制冷剂和润滑油种类的不同，发生液相分离，分成下部为制冷剂液体(制冷剂多，制冷剂和润滑油的混合液少)，上部为润滑油(润滑油多，润滑油和制冷剂的混合液少)这种情况。若在这样的状态下使压缩机启动，则供往轴承和其他运动部件的油是几乎只有制冷剂液的“润滑剂”，因此，在启动后的短时间内，轴承部分、连杆等部位将产生卡死和磨损。压缩机在启动前没有进行预热或者预热时间不够、曲轴箱电加热器功率不够时，将无法避免以上情况的发生，从而造成压缩机损坏。

②机组在制热运行时，特别是在湿度较大的环境下运行时，翅片容易接霜，如果除霜方式不是太完善，不能及时除霜或者除霜不彻底，都将导致低压偏低，压缩机大量回液，引起压缩机故障。

(3)电机烧毁

如上所述，回液是造成抱轴的主要因素，因抱轴而引起轴承偏心，造成电机定子磨损，导致电机短路烧毁的现象是存在的。但对于纯粹的电机烧毁，回液是否有影响?笔者认为，全封闭活塞压缩机的筒状结构，决定了它对液击并不敏感，即使有部分液体制冷剂进人压缩机，一般不会直接导致阀片打坏，也不会直接造成电机烧毁。

同时，因为全封闭压缩机的润滑大都采用离心飞溅式，没有压力差的控制，所以压缩机在缺油润滑的情况下也能运行。此时，压缩机电流不断上升，直至空气开关(过电流保护器)跳掉，此过程系压缩机过载运行，电流较大，电机线圈的温升也很快，直至内埋PTC动作。因为压缩机的PTC温升速率在满负荷或过载的条件下是十分灵敏的，而且空气开关都在PTC之前动作，所以，缺油直接造成电机烧毁也缺乏依据。笔者认为，压缩机纯粹电机烧毁之因有两个:

①电机温升过高。

因为全封闭压缩机的电机是通过回气来冷却的，冬季热泵机制热时，工况比较恶劣，特别是环境温度很低时，换热量很小，制冷剂循环量也小，回气压力低，再加上电控上除霜不及时和不彻底，均会导致电机冷却不够，线圈发热。这样持续的发热会形成高温，而PTC对低负荷时的小电流反应不敏感，所以压缩机经数次启动后，在未达到较高温度时就会因过热造成绝缘破坏，电机短路烧毁。②制冷系统内部不清洁，含有杂质，杂质腐蚀和磨损电机线圈，造成短路烧毁。

改进措施 ：

针对以上分析的原因，做出相应的改进措施:

(1)控制上应有防冻控制功能(即在停机状态，当环境温度低于一定值时，水泵或电加热应投人运行，以防水系统产生冻结)，同时，水系统上应设有排水装置，当机组长时间不用时，应排空水交换器内的水，防止冻坏。

(2)为了保障机组的正常运行，流量开关及各种保护开关不能私自进行短接;机组在运行时，要经常进行观察，发现机组进出水温差过大时，要及时对水系统进检查:水泵是否正常，水流量情况及清洗水过滤器。

(3)在电控程序中增加开机前 保证压缩曲轴箱加热器加热时间的条件，确保压缩机能充分预热，防止损坏。

(4)改进除霜方式，确保及时除霜和除霜彻底，提高电控的可靠性，防止误动作或不动作。

(5)完善系统设计，特别是在低温制热工况下，应合理进行膨胀阀及气液分离器的匹配，或采取增加高低压旁通等措施，来防止机组的回液问题。

(6)改进工艺，加强管理和增强质量意识，确保制冷系统内部干净清洁，无水分，制造加工质量是影响机组质量的重要因素，很多问题必须防患于未然，避免造成重大故障。

(7)加强用户的使用、操作及维护保养培训。

第二篇：空气源热泵机组的设计选型总结

空气源热泵机组的设计选型总结

一、热水量及耗热量的计算

1、日耗热量的计算

依据规范《建筑给水排水设计规》GB50015-2003，全日供应热水的宿舍（I、II 类）、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房(不含员工)、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所(有住宿)、办公楼 等建筑的集中热水供应系统的设计日耗热量应按下式计算 ：

Qdcmq(trtl)rrd式中 Q—— 日耗热量，KJ/ d ；

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

q —— 热水用水定额 L/ 人·d 或 L/ 床·d r

m —— 用水计算单位数（人数或床位数）

rr —— 热水密度，kg/L

rt

—— 热水的温度，t= 60℃

tl

—— 冷水温度，℃

2、设计日用水量 qrdQcdr(tr1tl1)

式中 q—— 设计日用水量，L/ d ；

rdQd—— 日耗热量，KJ/ d ；

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

 —— 热水密度，kg/L

r

m —— 用水计算单位数（人数或床位数）

tr

1—— 设计热水的温度，℃

t

—— 设计冷水温度，℃

l13、设计小时耗热量

全日供应热水的宿舍（I、II 类）、住宅、别墅、酒店式公寓、招待所、培训中心、旅馆、宾馆的客房(不含员工)、医院住院部、养老院、幼儿园、托儿所(有住宿)、办公楼 等建筑的集中热水供应系统的设计小时耗热量应按下式计算:

Q hKmqc(trtl)rhrT

式中 Q—— 设计小时耗热量，KJ/ h ；

h

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

q —— 热水用水定额 L/ 人·d 或 L/ 床·d r

m —— 用水计算单位数（人数或床位数）

rr —— 热水密度，kg/L

rt

—— 热水的温度，t= 60℃

tl

—— 冷水温度，℃

T

—— 每日使用时间，h

K —— 小时变化系数，见下标6.4.2 选取

h

4、设计小时用水量

qrhQrhc(trtl)

式中 Q—— 设计小时耗热量，L/ h ；

h

C —— 水的比热，4.187 KJ/ kg· ℃

rr —— 热水密度，kg/L

t

—— 设计热水的温度，℃

tl

—— 设计冷水温度，℃

二、设备选型

1、机组小时供热量

空气源热泵热水机组小时供热量按下式计算: Q式中

gKgQ1d1T

Q —— 热泵机组设计小时供热量 KJ/ h Qd—— 最高日耗热量 KJ/d T—— 热泵设计工作时间，12～20 h 1 K1—— 安全系数，可取 1.05～1.0 所选热泵的总制热功率应在相应的工况下，大于设计小时供热量Q

g2、贮热水箱的选择

（1）全日制集中热水供系统贮热水箱有效容积，应根据日耗热量、热泵持续工作时间及热泵工作时间内耗热量等因素确定，当其因素不确定时宜按下式计算 ：

式中： Q h —— 设计小时耗热量(kJ/h)；

V r——贮热水箱有效容积（L）； T —— 设计小时耗热量持续时间（h）；

η—— 有效贮热容积系数，贮热水箱、卧式贮热水罐 η = 0.80 ～ 0.85，立式贮热水罐η = 0.85 ～ 0.90 ；

k 2 —— 安全系数，k 2 =1.10 ～ 1.20。

（2）定时热水供应系统的贮热水箱的有效容积宜为定时供应最大时段的全部热水量；

3、循环水泵的选择

水箱与热泵机组之间需要用水泵来提供循环动力。（1）循环水泵的流量计算

(1.15~1.2)Qctqxg

式中 q—— 循环流量，L / h

xQ—— 设计小时供热量 KJ/h

gt—— 热泵机组被加热水温升，一般为5~7℃

—— 热泵机组被加热水的密度，kg/L

备注：当空气源热泵机组不需再次经过换热器换热时，循环流量可乘以1.15~1.2的安全系数。（2）扬程计算

H1.3(HbHeHp)

式中 H—— 循环泵扬程，KPa

H—— 换热器阻力损失，板换时约50KPa bH—— 热泵机组内蒸发器的阻力损失KPa，由设备商提供

eH—— 连接管路损失，KPa

P

4、空气源热泵热水供应系统设置辅助热源应按下列原则确定（1)最冷月平均气温不小于10℃的地区，可不设辅助热源 ；

最冷月平均气温小于10℃且不小于0℃时，宜设置辅助热源。（2)空气源热泵辅助热源应投资省，就地获取 ；

注：经技术经济比较合理时 , 采暖季节宜由燃煤（气）锅炉、热力管网的高温水或电力作为热水供应辅助热源。

（3)当设辅助热源时，宜按当地农历春分、秋分所在月的平均气温和冷水供水温度计算；当不设辅助热源时，应按当地最冷月平均气温和冷水供水温度计算 ；

5、空气源热泵机组布置应符合下列规定 ：

（1)机组不得布置在通风条件差、环境噪声控制严及人员密集的场所 ；（2)机组进风面距遮挡物宜大于 1.5m，控制面距墙宜大于 1.2m，顶部出风的机组，其上部净空宜大于 4.5m ；

（3)机组进风面相对布置时，其间距宜大于 3.0m。

注 ：小型机组布置时，本款第（2)、（3)项中尺寸要求可适当减少。

第三篇：氢气压缩机故障分析-专业技术工作总结

氢气压缩机故障分析

本人在加氢岗位从事设备管理时，通过一段时间的检修作业对本岗位重要设备-氢气压缩机也有点了解，下面就其常见易发故障做下分析，接触不深尚有不足之处请指正。

一、压缩机简介

往复式压缩机是石化、炼油及长输天然气行业装臵中的关键核心设备，必须保证其高负荷长周期运行。在石化领域，往复式压缩机主要是向大容量、高压力、低噪声、高效率、高可靠性等方向发展；往复压缩机易损零件多，如活塞密封环、活塞和气阀等，一旦损坏会对生产带来很大的影响，并常常伴随有机组的振动。这就要求设备管理维护人员总结并分析压缩机常见的故障机及对应解决措施，这对于提高生产效率，维持设备装臵的平稳生产具有重要的现实意义。

二、工作原理

往复式压缩机，又称活塞式压缩机。由活塞在气缸内作往复运动而将气体吸人、压缩和排出的压缩机。可分活塞式压缩机和隔膜式压缩机两种。主要由运动部件、气缸、活塞和阀门等构成。在运转时，活塞不断往复运动，引起气缸内的容积发生增大和减少的周期变化，依靠气阀的作用，容积每变化一次，即完成一次将气体吸入气缸，经过压缩然后排出的全过程即完成一工作循环。与其他类型的压缩机相比，往复式压缩机具有以下明显优点：压力范围广、可适用于低压到高压工作环境；热效率较高；适应性强、排气量可在较大的范围内调节；对制造压缩机的金属材料要求不苛刻。但同时往复压缩机也具有诸如下缺点：外形尺寸及重量都较大，结构复杂，易损部件较多，气流有脉动，运转中有振动等

三、常见故障及处理方式

导致机绢非正常的停机原因有气阀故障、压力填料环、工艺问题、活塞环和支撑环等，具体事故概率简单列举如下：气阀故障约占40％，工艺问题故障约9％，压力环、活塞环、支撑环共计约30％。

(一)气阀故障及处理。

气阀故障是机组停机的最主要原因，气阀故障主要有以下几个原因。

1．润滑剂的影响。润滑油可以对气缸和填料的润滑，在满足润滑的前提下应尽可能地选用粘度低的润滑油。润滑油的正确选用，对于气阀及气缸的使用寿命至关重要。抗焦化性能主要通过残炭来衡量，残炭越大油品在气缸中结炭倾向就越大。因为过量的油在局部聚集在活塞环后面的槽中，并在压缩温度影响下变稠和炭化。卡住的活塞环，降低了活塞和气缸之间的气密性，并且沿着活塞环泄漏出来的气体破坏气缸壁上润滑油膜，加重活塞环与气缸壁之间的磨损。被压缩气体带走的过量润滑油会污染排气阀，由于排气阀温度较高，润滑油易在此焦化，这将导致气阀不能严密关闭，使排气量显著降低，致使压缩机消耗功率增加，加快气阀阀片的磨损和损坏。因此在保证气缸润滑的要求下，应尽量减少注油量。在每次气阀或气缸打开时，检查此时气缸的润滑情况，如果气缸内油较多或结炭较多，则说明注油量偏大，开工时稍微调低注油量，这样经过几次调节就会找到合适的注油量。理想的状态是同时以最小注油量达到最号的润滑效果(既充分润滑，又少焦化)。

2．气体中异物的损害。气体污物主要是指铁锈、细小的砂粒或腐蚀性粉粒，通往压缩机气流通道巾脱落的各种颗粒，有时甚至是上一次阀门故障时遗留在压缩机气缸内的残留物。类似此类污染物会显著加剧阀件的磨损，同时也会增加气缸、活塞环、填料环的磨损。面对这种情况，应该在在检修时检查控制各级入口分离器和入口管线过滤网的检修质量。在长时间的停工检修时，以氮气保护该系统，防止内壁大气腐蚀。如含不饱和烃，其遇高温还可能发生聚合反应，进一步炭化同样也会加速气阀的磨损。

3．其它的原因。气阀阀座密封垫片失效、气阀中心紧固螺栓断裂、进气阀卸荷器压差卡、弹簧故障、阀片故障等诸如此类故障同样会导致气阀故障，但这些均非主要情况。

(二)活塞环填料密封故障。密封故障主要表现为活塞杆与填料环摩擦磨损，从而导致密封泄漏量超标，活塞与填料腔中有粉状沉积物，严重影响了安全生产的正常运行。主要表现在以下几个方面。

1．进入机组的工艺介质夹带颗粒物，现场检修有时会发现在压缩机气缸及填料密封腔体中有大量沉积物，这些沉积物是由_T艺介质夹带过来的微细固体粉尘或结焦的碳组成，其硬度往往很高，其在密封腔处的沉积必然会造成密封填料严重的磨粒磨损，从而大大缩短了填料密封环及活塞杆的使用寿命。通过调整工艺使压缩机参数达到设计要求，在气体进机组前将微细颗粒降至最低，必要时可加气固分离器，分离掉这些颗粒杂物，就可避免气缸、填料摩擦副之间的磨粒磨损。

(三)常见工艺问题及注意事项 常见工艺性问题有以下几点：

(1)气体携带固体颗粒，致使过滤网堵塞，气阀、缸套破坏。

(2)介质带液，影响气缸润滑情况．甚至引起损坏气阀或液击事故。

（3）压缩机入口压力波动，导致压缩比超过设定值，引起压缩机排气温度超温，导致压缩机气阀烧坏等。针对此类问题，将操作中的注意事项汇总如下：

(1)开机时密切注意各级压力，防止压缩比过大；在开机稳定后各级的压缩比要调整均匀，这样各级出口温度会在设计的范围内，不至于烧坏气阀。操作时注意控制一级入口压力，防止一级入口压力变化过大，造成各级压力波动而带动各级温度的变化。

(2)润滑油的使用方面，一要洁净，二要控制好油温油压在设计区间内。油温波动会直接影响粘度，进而导致油压变化，使得各润滑点油膜不稳，导致运动部件的平稳性下降，活塞杆跳动增加等不利因素。

(4)注油器的使用，注油系统直接关系到活塞环，支撑环和气阀的正常投用，注油量要控制在设计范围内，注油过多，会增加阀片粘滞，影响气阀及时开闭，同时会在阀片表面结焦，造成气阀性能下降，过少润滑会造成磨损加剧。

从现场故障现象判断原因 1.1 排气量不足

排气量不足是与压缩机的设计气量相比而言。主要可从下述几方面考虑:(1)入口过滤器的故障

积垢堵塞,使排气量减少;吸气管太长,管径太小,致使吸气阻力增大影响了气量。要定期清洗滤清器。

(2)气缸、活塞、活塞环磨损严重超差,使有关间隙增大,泄漏量增大,影响到了排气量属于正常磨损时,需及时更换易损件,如活塞环等。属于安装不正确,间隙留得不合适时,应按图纸给予纠正,如无图纸时,可取经验资料,对于活塞与气缸之间沿圆周的间隙,如为铸铁活塞时,间隙值为气缸直径的0.06 %～0.09 %;对于铝合金活塞,间隙为气缸直径的0.12 %～0.18 %;钢活塞可取铝合金活塞的较小值。

(3)填料函密封不严,产生漏气使排气量降低 其原因首先是填料函本身制造时不符合要求;其次可能是由于在安装时,活塞杆与填料函中心对中不好,产生磨损、拉伤等造成漏气;一般在填料函处加注润滑油,它起润滑、密封、冷却作用。

(4)压缩机吸、排气阀的故障对排气量的影响 阀座与阀片间掉入金属碎片或其它杂物,关闭不严,形成漏气。这不仅影响排气量,而且还影响级间压力和温度的变化;阀座与阀片接触不严形成漏气而影响了排气量,可能属于制造质量问题,如阀片翘曲等,也可能是由于阀座与阀片磨损严重而形成漏气。

(5)气阀弹簧力与气体力匹配的不合适

弹力过强则使阀片开启迟缓,弹力太弱则阀片关闭不及时,这些不仅影响了排气量,而且会影响到功率的增加以及气阀阀片、弹簧的寿命。同时,也会影响到气体压力和温度的变化。

1.2 排气温度不正常 排气温度不正常是指其高于设计值。从理论上讲,影响排气温度增高的因素有:进气温度、压力比以及压缩指数。实际情况影响到吸气温度增高的因素有以下几个方面:(1)中间冷却效率低,或者中冷器内水垢结多影响到换热,则后一级的吸气温度必然要高,排气温度也会高。

(2)气阀漏气,活塞环漏气,不仅影响到排气温度升高,而且也会使级间压力变化,只要压力比高于正常值就会使排气温度升高。

(3)水冷式机器,缺水或水量不足均会使排气温度升高。

1.3 压力不正常以及排气压力降低

压缩机排出的气量在额定压力下不能满足使用的要求,则排气压力必然要降低,所以排气压力降低是现象,其实质是排气量不能满足使用的要求。此时,只好另换一台排气压力相同,而排气量大的机器。影响级间压力不正常的主要原因是气阀漏气或活塞环磨损后漏气,故应从这些方面去找原因和采取措施。

1.4 响声异常

压缩机在某些部件发生故障时,将会发出异常的响声,一般来讲,我们是可以判别出异常的响声的。

活塞与缸盖间隙过小,会直接撞击,活塞杆与活塞连接螺帽松动或脱扣,活塞向上串动碰撞气缸盖,气缸中掉入金属碎片以及气缸中积聚水份等均可在气缸内发出敲击声;曲轴箱内曲轴瓦螺栓、螺帽、连杆螺栓、十字头螺栓松动、脱扣、折断等,轴径磨损严重间隙增大,十字头销与衬套配合间隙过大或磨损严重等等均可在曲轴箱内发出撞击声;排气阀片折断,阀弹簧松软或损坏,负荷调节器调得不当等等均可在阀腔内发出敲击声。

只要压缩机运行中发出或大或小的异常声音,说明压缩机某一部位出现故障,应根据故障响声的部位、大小做出正确的判断,为维修提供依据。

结语

对往复式活塞压缩机进行故障诊断涉及到设备的使用问题以及对机械设备本身的结构、运动动力特性的掌握、对发生故障的机理的了解。搞好科学检修、提高维修质量、对备件质量做到严格控制,防止使用材质不过关的备件,以免降低运行周期。

簿 世 超 2013-03-04

第四篇：变压器气体继电器故障分析与改进措施

变压器气体继电器故障分析与改进措施

2008-10-14

来源：Internet

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1概况

气体继电器是大型电力变压器最重要的非电量保护装置。实践证明，装有气体继电器的变压器，在变压器本体发生放电性或由其他因素引起的绝缘油快速分解故障时，反映最灵敏的往往是气体继电器。它的正确动作能大大减少变压器故障后的损失。目前，QJ系列的气体继电器主要有QJ-

25、QJ-50、QJ-80等几种或其改进型产品，它们的结构基本相同。在JB/T9647-1999《气体继电器》中，规定了此类产品的型号、技术要求等。在一些显示器变压器上也有采用，如速动油压继电器、皮托(PITOT)继电器、BR-1型继电器或MK-10型继电器等。但到目前为止，尚没有出现一种可以完全取代气体继电器的大型电力变压器的非电量保

护装置。

当变压器内部出现轻微故障时，因油分解产生的气体逐渐积聚到气体继电器上部，达到一定量时，使上开口杯下降到某一限定位置，其上的磁铁使干簧接点吸合，发出轻瓦斯保护动作，发出信号。当变压器内部发生严重故障时，绝缘油被迅速并大量分解，使油箱内压力急剧升高，出现油的浪涌现象，气体继电器连接油管内产生油流达到继电器启动定值时，油流冲击挡板，当挡板旋转到某一限定位置时，其上的磁铁使干簧接点吸合，使生瓦斯保护动作、开关跳闸、切除故

障。

气体继电器的动作有正确动作和误动作之分。文章就气体继电器因使用不当或制造缺陷原因，产生非正常动作的情况加以统计分析，并提出一些改进措施，为正确使用变压器瓦斯保护装置提供参考。

2辽宁电网发生的主事故实例

2.1使用维护不当引起重瓦斯保护动作

2.1.1呼吸系统不畅

(1)1991年1月12日，太平哨电厂2号主变压器正常运行中(SFPL-120000/220型)，重瓦斯保护动作跳闸。当时有功功率为80MW、无功功率为20MVAR，上层油温为66℃。因环境温度低，已经吸潮的吸湿器硅胶结块，引起呼吸不畅，在机组负荷增加、油温升高时，造成呼吸器跑油，热油将硅胶结块融化，压力突然释放，造成重瓦斯保护动作跳闸。1990年2月25日，太平哨电厂1号主变压器(SFPS-120000/220型)发生过同样事故。

(2)1992年1月1日，白山电厂红石变电站2号主变压器正常运行中(SFP-120000/220型)，轻、生瓦斯保护动作，两侧开关跳闸，呼吸器喷油。当时正值调峰，机组满负荷运行的时间，上层油温达69.4℃，环境温度为-10.5℃。变压器运行时冷却风扇未投入，加之负荷较大，变压器温度快速上升，导致发生事故。经分析发生事故的原因与上例基本相同。

2.1.2本体端子箱密封不严

(1)1992年3月10日，两锦局凌河一次变电站1号主变压器(SFP-63000/220型)重瓦斯保护动作，开关跳闸。经检查发现，事故时工作人员正在用洗衣粉水对油箱进行清洗。未对器身上的端子箱采取可靠的遮挡措施，雾状水珠进入端子箱，知接跳闸回路接点，造成重瓦斯保护动作跳闸。

(2)1993年6月29日，两锦局锦州一次变电站1号主变压器(DF-40000/220型)发生由于C相变压器二次保护端子箱密封不良、受潮，未落实重瓦斯跳闸线与相邻正电源分开布置的反事故措施，造成相邻的跳闸线与正电源短接，导致发生重瓦斯保护动作跳闸事故。沈阳电厂主变压器发生了同样原因的重瓦斯保护动作跳

闸事故。

2.1.3气体继电器引出电缆或二次回路不良

(1)1997年1月12日，铁岭局中固二次变电站1号主变压器(SFL1-8000/60)有载调压开关重瓦斯保护动作，主变压器停运。经检查为有载调压开关重瓦斯保护电缆绝缘损坏，造成跳闸接点短接，保护动作。

(2)1991年铁岭局平顶堡二次变电站、朝阳局木头城子二次变电站主变压器，因主控保护屏到变压器端子箱之间的电缆绝缘降低，以到绝缘击穿，造成重瓦斯保

护动作跳闸。

(3)1994年3月7日，赤峰局土城二次变电站主变压器发生因二次回路接地，造成跳闸回路接通，重瓦斯保护动作、开关跳闸事故。

2.1.4气体继电器安装不良

1998年6月19日，赤峰局元宝山一次变电站1号主变压器(SFPZ-120000/220型)有载调压重瓦斯保护动作，10条66KV线路及母线全停。事故原因是：安装有载调压气体继电器时，法兰压住继电器跳闸端子引线，造成引线绝缘损坏，接点短接，有载调压重瓦斯保护动作跳闸。

2.2制造缺陷引起的重瓦斯保护动作

2.2.1气体继电器干簧接点玻璃管破碎

(1)2005年9月2日，大连开发区供电局220KV中华路变电站1号主变压器调压开关重瓦斯保护动作，三侧开关跳闸，主变压器停电。经检查发现，调压开关气体继电器干簧管断裂、破碎，有放电短路痕迹，初步判定为干筑管破碎后，瞬间接通引起跳闸。1998年9月25日和2004年1月22日，该变压器曾发生了2次

同样原因的事故。

(2)2002年1月27日，大连供电公司革镇堡一次变电站2号主变压器(SFPSZ-120000/220型)有载调压重瓦斯保护(气体继电器型号为QJ4G-25型)动作跳闸。跳闸原因是串联在重瓦斯保护回路中的气体继电器中的干簧接点玻璃管破碎，簧片搭接，跳闸回路接通，导致开关动作跳闸。

2.2.2气体继电器接线盒密封不良

(1)1992年5月22日，大连一次变电站一组主变压器重瓦斯保护动作，三侧断路器跳闸，全站停电。经检查是由于气体继电器接线端子盒防水不良，进水受潮，跳闸接点短接，造成重瓦斯保护动作跳闸。

(2)1991年5月26日，本溪局崔东二次变电站2号主变压器、1996年5月1日铁岭局乱石山二次电路站1号主变压器、1995年4月22日阜新66电厂KVT1T变压器、1998年7月22日鞍山局太平二次变电站1号主变压器等都发生了主变压器或有载调压气体继电器接线端子盒密封不严，进水后短接瓦斯保护接点，造

成保护动作跳闸。

2.3轻瓦斯保护频繁动作

2.3.1制造缺陷引起轻瓦斯保护动作

1992年4月8日，通辽电厂2号主变压器运行中轻瓦斯保护动作，经检查为气体继电器轻瓦斯油杯转轴脱落，造成轻瓦斯保护接点接通，发出信号。

2.3.2油位降低引起轻瓦斯保护动作

(1)1992年1月24日，通辽电厂4号主变压器、1991年赤峰局元宝山二次变电站、乌丹二次变电站主变压器都出现了因漏油或温度降低、油位严重下降，导致轻瓦斯保护动作的情况。

(2)1993年鞍山局海城一次变电站2号主变压器(SFPS-63000/220型)、1993清河电厂7号主变电站变压器(SFP3-26000/220型)、1994年沈阳高台山一次变电站1号主变压器等都发生了轻瓦斯保护频繁动作，其原因都是由于冷却器油门、胶垫老化龟裂漏油，油位下降，轻瓦斯保护动作。

(3)2001年1月10日，丹东局蛤蟆塘二次变电站1号主变压器轻瓦斯保护动作。原因是变压器油箱上盖插测温元件孔的胶圈损坏，进水后将测温元件插管冻裂，造成储油柜油大量漏泄，轻瓦斯保护动作。

2.3.3空气侵入引起轻瓦斯保护动作

1992年朝阳电厂1号主变压器、1993年白山电厂红石电站2号主变压器(SFPSZ4-63000/220型)、1993年赤峰局元宝山一次变电站2号主变压器(SFPZL3-63000/220型)、1994年沈阳劝工一次变电站1号主变压器(SFPS3-80000/220)、2001年本溪一次变电站5号主变压器、铁岭开原一次变电站2号主变压器都发生瓦斯保护频繁动作，其原因都是由于冷却系统负压区有密封不良情况，造成空气侵入，轻瓦斯保护动作，发出信号。

2.3.3残存空气引起轻瓦斯保护动作

1993年沈阳局孙家一次变电站1号主变压器(SFPSL3-63000/220型)、1993年丹东局岫岩一次变电站主变(SFP-63000/220型)、1994年赤峰局元宝山一次变电站2号主变压器(SFPZL3-63000/220型)、1994年抚顺局河北一次变电站主变压器(SFPS7-180000/220型)都发生了轻瓦斯保护频繁动作。经检查，故障原因是：更换冷却器后，排气不彻底或更换硅胶后浸油、排气不充分，残存空气逐渐

析出，造成轻瓦斯保护频繁动作。

3气体继电器非正常动作情况分析

(1)气体继电器非正常动作情况分为重瓦斯保护动作跳闸和轻瓦斯保护动作，发出2类信号。由于前都动作于跳闸，往往影响和损失都大，是我们特别应

该注意和预防的。

(2)从由运行维护不当引起重瓦斯保护动作的统计看：对设备的反事故技术措施落实得好的，此类事故发生的就少，反之，不能严格执行各级制定的反事故技术措施的，这类事故发生的就比较集中。此类故障的主要表现形态是：①由于呼吸系统不畅，引起重瓦斯保护动作。②由于本体端子箱密封不良，进水引起重瓦斯动作。③由于继电器引出电缆短路或绝缘不良，引起重瓦斯保护动作。第一类表现形态都发生在冬季，且为水电机组、环境湿度大，变压器负荷变化大，并伴随着呼吸器跑油。第二类故障纯属维护不到位，在雨季到来之前应该落实的反事故措施不能认真落实。有的单位对多年强调的正电源与跳闸线在端子排上要隔开的要求也没有落实。对电缆和二次线加强绝缘监视，定期试验十分必要，特别要提高安装质量，防止因安装不当而给运行带来隐患。

(3)由于制造缺陷引起的重瓦斯保护动作主要表现为气体继电器干簧接点玻璃管碎裂和继电器接线盒密封不良2种形态。前者都发生在有载调压开关的气体继电器上，且在同一台变压器上，1998年、2004年和2005年发生了3次事故，是否与该处振动幅值较大有关，需要进一步分析，但主要还是应该提高继电器的制造质量。气体继电器接线盒密封不良问题，在各类继电器上都有发生，说明改进接线盒的密封状况势在必行，也可对改变接线盒的安装方向进行探讨，以减少进水短路的几率。有的单位采用加装防雨罩的措施，可以有效的减少此类事故的发生，但最根本的还是要确保接线盒密封万无一失。

(4)轻瓦斯保护频繁动作，如果不能及时、正确判断，对于发展较快的故障可能造成漏判，酿成大祸。由于气体继电器浮筒转轴脱落，造成轻瓦斯保护频繁动作，是制造过程中应该特别注意改进的。在油位降低的情况下，轻瓦斯发出信号，使运行人员及时采取措施，防止漏油的继续发展，说明轻瓦斯保护设置的重要意义。变压器或冷却系统存在负压区进气或排气不彻底，导致轻瓦斯保护频繁动作的隐患，这种情况容易使人们麻痹，此时，若有其他故障发生，容易产生漏判，所以，此时应尽快处理漏气或排队残留气体。

4改进措施

(1)速动油压继电器在变压器本体发生严重故障时，达到或超过整定的压力值时，压力升速越快，其动作越灵敏，对保护变压器可以起到一定作用。但到目前为止，变压器生产厂家还没有以此装置取代气体继电器。对高电压、大容量的重要变压器，加装此类装置可以大大提高保护的可靠性。

(2)对于有载调压开关的气体继电器设置，应遵循国家标准和行业标准的有关规定：保护装置应反映压力或油流冲击的情况，如采用气体继电器代替油流控制继电器，该继电器应该具有油流冲击动作功能，不必保留轻瓦斯保护功能，这样，可以减少轻瓦斯动作后的大量工作，又可以对有载调压开关实施可靠的保护。

(3)在经过多次事故教训和经过认真调研、分析，经过对几个生产厂家的技术改进进行评议后，辽宁省电力有限公司于2004年8月在《关于变压器有载分接开关气体继电器选型的通知》文件中，对QJ4G-25型气体继电器的改进，作了明确要求：①继电器的支架调试为70-90mm；②采用双接点串联结构，干簧管接点引线距离不小于4mm；③不采用轻瓦斯开口杯装置，并取消相应接点；④干簧管应采用双螺丝固定在支架上，并在固定环内加装缓冲层；⑤采用质量好的、接点镀银的干簧管；⑥推荐采用引线焊接点热塑包封结构。对其他尚未采取改进措施的有载调压开关用气体继电器暂不宜选用。

(4)对有载调压开关重瓦斯保护是否投跳闸，应根据实际情况而定。如气体继电器未做改进，发生误动的频次较多，也可以暂投信号。对有载调压开关用气体继电器采用改进后新结构的产品，变压器有载调压开关的瓦斯保护可以投跳

闸。

(5)对于220KV有以上的变压器，必须采用双接点的气体继电器；对于66KV及以下的变压器，逐步采用双接点的气体继电器；对于有载调压开关用的气体继

电器，一律取消轻瓦斯回路。

第五篇：安钢1550冷轧机组支撑辊轴承座漏油故障分析及改进

安钢1550mm冷轧机组支撑辊轴承座漏油故障分析及改进

邢巍 邹德喜 高丹 张跃衡 王磊 王珂 马永强

（安钢集团冷轧分公司）

摘要

针对安钢1550冷轧机组支撑辊轴承座漏油事故频发，修复设备及油耗成本较高，结合生产情况对支撑辊轴承座漏油故障进行分析，找出原因并提出改进措施，通过改进取得了良好的效益，解决了支撑辊轴承座漏油问题。关键词

冷轧机 支撑辊 轴承座 漏油故障 分析

ROLLER BEARING SEAT LEAKAGE FAULT ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF 1550MM COLD ROLLING MILL OF ANYANG IRON AND STEEL SUPPORT

XingWei ZouDeXi GaoDan ZhangYueHeng WangLei WangKe MaYongQiang(Branch group cold rolling plant of Anyang Iron &steel Co)

ABSTRACT

According to the 1550 cold rolling mill of Anyang steel supporting roller bearing seat leakage accidents, repair equipment and fuel cost is higher, in combination with the production situation of the supporting roller bearing seat leakage failure analysis, find out the reasons and put forward the improvement measures, good results achieved by improving the supporting roller bearing seat, solves the problem of oil leakage.KEY WORDS Cold rolling mil Supporting roller The bearing seat Fault Analysis

0 前言

随着经济社会各行各业对薄板的需求量的增加，轧制高质量高性能的卷带薄板已经成为当今轧钢企业重要的工作方向，酸洗-冷轧联合机组是当今世界上技术最成熟、最先进的冷[1]轧设备。在机组中轧机轧辊因直接参与板带的轧制是其最关键设备，本文结合安钢1550mm酸洗-冷轧联合机组生产实际情况针对轧机轧辊中支撑辊轴承漏油故障进行讨论分析，得出造成故障是由于油压过大超过设计值、回油不畅、装配问题、设计缺陷、油封问题等几方面因素的结论，并提出改进措施和方法，解决了支撑辊轴承漏油问题，取得了良好的应用效果。1 安钢冷轧1550mm酸轧机组支撑辊设备概况

安钢新建1550mm酸轧联合机组年生产规模120万t，其中冷轧产品70万t，热镀锌产品35万t，冷硬卷15万t。产品定位为高级家电板和建材板。1550mm酸轧联合机组中轧机采用5架6辊轧机，最大轧制压力达22000kN，轧制速度：轧机入口侧:：最大280m/min，S5轧机轧制速度：最大1350m/min，其中支撑辊采用中国一重生产的锻钢轧辊，支撑辊尺寸：φ1300 /1150×1550 mm；支撑辊总长：～4790 mm，辊面硬度：HS 60-65 ；轴颈硬度：HS 40－50；材质：45Cr4NiMoV，由于其轧制力负荷比较大，因此在支撑辊轴承选择上采用的是瑞典进口的SKF四列圆柱滚子轴承（Φ800/Φ1080×750 mm），其结构（如图1）：采用四列圆柱滚子轴承,在支撑辊的两侧装有止推轴承。轴承座为铸钢件，结构设计上能满足稀油润滑的要求。轴承座上带有耐磨铜衬板。轴承座上的快速接头采用带自密封的快换接头，用来防止在换辊过程中稀油漏掉污染乳化液。支撑辊两端都设置了止推轴承，可以实现支撑辊传动侧和操作侧互换，润滑方式为集中稀油润滑。

图1 支撑辊轴承装配图 支撑辊漏油故障原因及分析

安钢1550mm酸洗-冷轧机组投产初期支撑辊轴承润滑油消耗量过大，经检查发现系支撑辊轴承座漏油，漏油点集中在回油管接口处及轴承座与轧辊接口处，事故频繁发生，不仅造成大量油品的浪费而且轴承消耗和维护费用也大幅度的提高，支撑辊轴承润滑得不到保障，影响轧机的机时产量，同时带来环境污染问题。从机组实际运行情况来看造成支撑辊轴承漏油的因素是多方面的，并且许多因素处于不稳定状态，时有时无。如何在生产中摸索出控制好这些不稳定因素，保证支撑辊轴承能够以良好、润滑、稳定的状态服务生产是我们目前亟待解决的问题。

通过对下线的故障支撑辊轴承座进行检查，并针对漏油原因进行讨论分析，发现就目前造成安钢1550mm酸轧冷轧机组支撑辊轴承座漏油的原因有以下几个方面： 1.油压过大超过设计值，轴承座密封元件以及诸如油管、接口等零部件在设计上都有一定的耐压范围，轧机在轧制过程中由于受到条件限制，同时为保证支撑辊轴承能够有较好的润滑，工作中会出现短期间歇性超压现象。

2.支撑辊轴承座回油不畅，尤其是上支撑辊轴承座在上机后万向回油管有“U”型弯儿就会造成回油不畅，另外润滑油中杂质含量过高或者有异物导致异物堵塞也是造成回油不畅的重要原因。

3.装配问题，在支撑辊轴承的装配中，由于工作人员的责任心不强，会出现接口螺丝未拧紧，平面密封胶涂抹不均匀，螺丝紧固剂未按规定加注以及背靠背骨架密封野蛮安装等情况，另外轴承座端盖上一圈55mm螺丝由于螺丝松紧度不一样会出现一侧有间隙，这都会造成支撑辊轴承座漏油。

[2]4.轴承座设计缺陷，在支撑辊轴承座靠近轧辊辊身一侧的端面（图2）上设计有一排用于回油的堵丝孔，其中最下部两个孔影响到支撑辊轴承座水封的密封，同时在进、回油管和轴承座的连接丝孔上也存在不对中现象，从而造成进、回油管安装不紧固，这都会造成漏油故障。

5.油封问题，分为两个部分：靠近辊身的水封，轴承内部背靠背骨架密封；密封属于正常损耗件，出现损坏没有及时更换就会造成漏油故障。

6.“Ο”密封圈，有两处，分别位于端盖处和油管接口，“Ο”密封圈也属于正常损耗件，出现损坏没有及时更换也会造成漏油故障。

图2 支撑辊端面 支撑辊漏油故障改进方法及措施 3.1油压过大超过设计值

对油泵出口压力表和轴承座入口压力表进行实时监控，严格控制油泵出口压力，确保其在设计范围内能够对支撑辊轴承连续、恒定的供油。3.2 支撑辊轴承座回油不畅

每次上机后轧制前要打开轧机卷帘对支撑辊轴承进行检查，发现有“U”型弯及时进行理顺；控制油品质量减少油品中的杂质及异物。3.3 装配问题

实行作业长制和装配责任追究制，加强对装配工进行轧辊装配质量考核，强化职工责任意识，实行装配的自检、互检，以避免接口螺丝未拧紧，平面密封胶涂抹不均匀，螺丝紧固剂未按规定加注以及背靠背骨架密封野蛮安装等情况；配备专业电动工具确保端盖螺丝预紧力一致。

3.4 轴承座设计缺陷

对于油管接口孔不对中问题对油管进行扩孔处理，对于端面丝孔缺陷使用平面密封胶将其覆盖，并及时反馈厂家进行优化完善。3.5 油封问题

加强日常检查，并建立油封检查登记制度，对下线轴承座进行精细化检查,密封唇口要用手直接触摸，发现有问题的油封及时更换；对背靠背骨架密封缝隙处用高压甘油小车加注甘油；装配前对支撑辊辊颈进行煤油清洗并涂抹润滑油确保辊颈与轴承、密封形成油膜。3.6 “Ο”密封圈

对每次下线的支撑辊轴承都要进行检查，发现损坏及时更换，更换端盖“Ο”密封圈时要涂抹黄油，以防损伤“Ο”密封。改进效果

[3] 通过以上改进，漏油问题彻底解决。改进前每月需补充润滑油20桶左右，改进后每月加油量不超过10桶，平均每年可节约润滑油120桶，直接降低成本10万元左右，节能降本效果明显；同时由于漏油问题解决，减少了停机更换时间，大大提高了轧机的机时产量，改造前平均3次/月，每次需投入换辊人次5人左右，换辊时间约2小时，改进后，支撑辊几乎不漏油，不需投入人力及时间，只需进行日常维护，遇到计划检修才进行抽辊检查，减轻了职工劳动强度，提高了设备的利用率和机时产量，增加了利润，减少了系统维护费用；另外在堵塞了漏油点之后也避免了乳化液通过漏点进入轴承座内对轴承的损害，保障了SKF轴承各个摩擦副的润滑效果，减少了轧辊轴承抱死、烧蚀的情况，降低了备件费用；此外，轧辊在轧制过程中如果出现轴承抱死、烧蚀的情况，会导致堆钢等事故，由此可见，轴承座漏油故障改进后无形中减少了轧制事故的产生；最后，漏油故障解决后，轧机工作区域工作环境得以改善，环保效果明显。总之，支撑辊漏油故障的解决不仅具有显著的经济效益还具

[3] 有环保、节约资源的社会效益。结语

作为安钢1550mm酸轧机组的5机架6辊轧机核心部件，支撑辊轴承座润滑油泄漏，将对生产造成很大的影响，我们根据密封原理，结合生产实际情况以及总结多次维修和事故处理的经验，包括进行合理的人员的管理制度，提出了消除支撑辊轴承座漏油的改进方法和措施，在实际应用中起到了良好的效果，为安钢的冷轧产品的升级、改造及降本增效做出了重要的设备上的保障，为同行业类似设备事故提供了借鉴意义。参考文献：

[1]邢巍，踞艳军，安钢1550mm冷轧机组TMEIC激光焊机应用及焊缝质量分析.冶金丛刊，2014.（2）：10-13

[2]秦颖军，张世臣，轧机漏油问题的预防和解决.一重技术，2004.（2）：95-98 [3]李林，棒材精轧机轴承平衡油缸漏油分析.冶金丛刊，2008.（4）：17-19

作者简介：邢巍、1978.7、汉、男、2006年毕业于安钢工大，机电工程专业；助理工程师 ；电话：*** ；地址：河南省安阳市长江大道南段安钢集团冷轧有限责任公司生产技术部。E-mail：xingwei***@126.com