离心压缩机轴温异常波动应急处理

　　【买空压机网】2010年2月份，河南豫光金铅股份有限公司制氧厂建成投产一套KDONAr－10000/3600/320型空分装置，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、无氢制氩、氧氮外压缩流程，其中原料气空气压缩机（简称空压机）采用杭州某公司生产的4TYD112型离心式压缩机，由5400kW同步电机驱动，经增速机增速到7414r/min，其加工气量54000m3/h，额定排气压力0.51MPa，该机组是单轴多级压缩。自建成以来运行平稳，但在2024年初运行中出现二级侧径向轴温有时突升但又能回落、后期突升峰值越来越高的异常情况。2024年5月份的解体大修时予以解决，随后稳定运行，到了2025年10月份，开始出现吸气端径向轴温异常突升又回落的情况，和2024年检修前二级侧径向轴温异常趋势变化情况完全相同。这次，采取了应急措施，保证了轴温不再突变，为机组的稳定运行提供了保障。

　　一、机组简介

　　该压缩机本体采用水平剖分结构，中间冷却器置于机组底座下方，采用四级压缩、三级冷却，低压级在外侧、高压级在中间，很好地平衡了大部分轴向力并减少了外泄露量。压缩机吸入来自空气过滤器的大气，每一级压缩后经相应中间冷却器冷却后进入下一级，四级压缩后则直接进入预冷系统空冷塔内。压缩机两端轴承箱内各有一径向轴承，分别位于进气端和二级侧，均采用稳定的可倾瓦轴承。每个轴承上五个瓦块，上边三块、下边两块，测轴温热电阻预埋在下瓦块内。一级进气侧轴承箱座内还同时设置有均压止推轴承，各轴承采用油站油泵经油冷却器、油过滤器后强制供油润滑。该机组基本上每年进行一次停机维保，主要检查各轴瓦、密封、齿轮，转子返开封专业厂清灰、探伤、动平衡校验，然后均能平稳运行到下一个检修期。

　　二、上次大修前出现的二级侧轴温异常情况简介

　　2023年春季例行对该空压机解体大修维保后一直平稳运行，然而进入到2024年2月份，开始出现二级侧径向轴温TIAS3114异常上涨又能回落的情况，此时油温、油压均平稳，空压机负荷稳定。

　　轴温升高时，上升速度快、下降速度也快，且落下后的温度值大部分情况低于升高前的温度值，偶尔会出现落下后的温度值高于升高前的温度值。在轴温异常变化时，该轴承的轴振动并未有异常变化。2024年3月份出现波动23次、最高值106.6℃，4月份出现波动31次、最高值109.5℃，如：

　　2024年5月7日，油温从44.9℃缓降到44℃过程中，TIAS3114变化从94.3-112.2-89.9℃。

　　TIAS3114轴温异常趋势如下：

　　注：趋势中白线是TIAS3114，黄线是供油温度

　　该空压机一直运行到2024年5月9日计划停机，5月1日-9日出现波动4次、最高值112.2℃。该套10000空分装置计划停机开始年度大修维保工作，于是对该压缩机进行解体，看到该二级侧径向轴承的上瓦（共三块）中间一块和下瓦（共两块）都有严重积碳现象，与之配合的主轴也是积碳严重。照片如下：

　　与之配合的主轴部位：

　　一级吸气侧径向轴承三块上瓦干净、两块下瓦均有积碳，与之配合的主轴上有轻微积碳。如下照片：

　　与之配合的主轴部位：

　　于是将两个径向轴承的全部瓦块更换为库存备件新瓦块，并在每个瓦块的出油边手工修刮约6-7mm的5°～10°倒角，增加回油量和减少承载面积，从而降低运行轴瓦温度减少积碳。更换油箱润滑油，并清理干净油箱、细油过滤器、油冷却器内的残油。

　　机器开启后，各轴温正常。油温43.2℃，吸气侧径向轴温82.0℃、止推轴温53.2℃，二级侧径向轴温76.5℃。

　　三、进入2025年9月份后的运行情况

　　这样从2024年6月份开机运行直至2025年7月份，如2025年7月15日油温42.4℃、吸气侧径向轴温TIAS3112 71.1℃、二级侧径向轴温TIAS3114 67.3℃，进入2025年9月份出现一次供油温度41℃未变、TIAS3112从72.1-73.1℃突升后平稳的现象：

　　2025年9月22日，油温38℃、TIAS3112 78.8--80.1--77.8℃出现一次峰形波动；

　　2025年9月29日，油温39℃、TIAS3112 75.9--78.1℃第二次出现突升后平稳；

　　2025年10月1日，油温39.5℃、TIAS3112 77.8--84.9℃第三次出现突升后平稳；

　　2025年10月6日，油温40.6℃、TIAS3112 81.6--82.9--80.6℃出现峰形波动。

　　由此可见，TIAS3112与2024年5月份拆检前TIAS3114初期异常突升波动情况完全类似，根据上次轴瓦拆检情况，可以判定仍是轴瓦出现了积碳严重现象，不过这次发生温度变化异常的是在一级进气侧。

　　进入2025年11月份，出现异常峰形波动14次，峰值最高96.8℃，

　　2025年12月份出现8次，峰值最高104.7℃，例如，2025年12月11日-12日出现峰形波动时趋势如下照片：

　　根据2024年5月份大修之前设备运行经验，如果任由其发展，出现峰形波动会越来越频繁，且最高峰值会愈来愈高。于是被迫采取了应急措施：首先和上次一样，把油温控制偏高，在43℃以上（原供油温度指标40+5℃），让TIAS3112轴温反而能有下降；突破110℃报警值时立即切除该温度联锁，严密监控其发展方向，突升又回落后将联锁投入；超过120℃持续5min或最高值达到130℃就立即停机，避免设备故障扩大（比如瓦块合金脱落、磨损主轴、机器动静部件摩擦）。但此时距离系统计划停机大修尚未有准确时间，如果主动申请停机，将造成后续用氧、氮气单位生产中断，且涉及空分系统开停机和液体产量损失、后备系统启用液氧液氩汽化等异常电力和液体消耗。经预估，仅空分系统就损失费用约10万元，为此，需要采取更好的应对措施。

　　四、采用在线除漆膜滤油机

　　2025年10月份对空压机润滑油进行化验，各项指标均在正常范围，其中润滑油漆膜指数是10.5，指标≤15。发生轴温波动是因为轴瓦出现积碳，润滑油衰败是其主要原因。润滑油衰败的主要表现有三个方面：基础油的氧化、添加剂损耗和油液污染。基础油的氧化和添加剂的损耗是难以避免的，它们无时无刻不在发生，但是可以通过油温的控制、减少空气、颗粒等促氧化剂的存在，来减缓氧化速度。而添加剂的损耗则常常通过定期补油和定期换油来进行。油液的污染主要类型包括水污染、颗粒污染和漆膜，目前机组润滑油的水分、清洁度十分优异，但存在漆膜问题。

　　根据经验，当漆膜倾向指数未超过警戒值时设备局部也可能产生了漆膜，比如现在出现的轴温异常突升波动。因为分析报告是针对油品，但当轴瓦局部出现漆膜沉积时，并不足以使得整个油箱的油品产生明显的数值变化。我们可以从机组的运行情况分析出来：（1）上次大修期间发现机组的径向轴瓦上出现有漆膜、结焦斑块，这表明机组运行期间确实会在轴承轴瓦上沉积漆膜。2022年3月份更换的油箱润滑油，2024年5月份化验润滑油漆膜指数是13.3，偏高但并未超过警戒值。（2）运行期间发现机组轴瓦异常波动：一种典型的波动型式——锯齿式，机组温度频繁上升、下降，但总体呈现上升的趋势。这是因为随着漆膜逐层增加，轴承的温度升高，漆膜在轴承的最高负载区形成沉积物后会逐渐变厚。然而，漆膜不会无限层叠，当移动转子的力大于沉积物的膜强度时，会出现一个临界点。此时，漆膜沉积层被擦除。由于漆膜层被移除，轴承温度会下降，直到开始重新积累。因此，产生了锯齿形温度模式，大修时轴瓦上如果有部分斑块上存在被刮擦的痕迹，也是此类异常的佐证。

　　漆膜的形成是一个复杂的过程。在机组运转中，随着润滑油不断循环使用，润滑油的品质会发生变化，出现氧化情况。氧化物产出并逐渐聚合，逐渐产生可溶的、有极性的软性污染物，并溶于润滑油中。在机组运行中，当润滑油中这些软性污染物浓度达到一定值，就会在机械金属表面，如轴承、齿轮上形成漆膜，导致轴瓦积碳。对润滑油进油温度进行调节时，可以发现，温度改变时，运行正常的高压端径向轴承、止推轴承的温度，是和油温的波动趋势高度一致的。但出现轴温波动上涨问题的低压端径向轴承温度，波动趋势和油温相反。

　　除漆膜滤油机采用树脂吸附技术，它能够定向吸附掉溶解态的漆膜氧化物，彻底清除油品中的污染物，降低污染度、漆膜指数和酸值。更为重要的是，同时还对轴瓦、管路、阀件有着冲刷清洁作用，能够剥离已经沉积在元器件表面的漆膜，使得整个系统都处于洁净状态。除漆膜滤油设备运行后可达到以下效果：

　　1.机组稳定：滤油机运行后，将使得润滑油长期保持在洁净状态，防止因为润滑油品质问题导致设备润滑故障，有效的保障了机组的长期稳定运行。通过对油液中漆膜的去除，还可以防止和解决因漆膜原因导致轴瓦温度波动和上升的问题。

　　2.油品洁净：对油品进行定期检验，可以发现油品的清洁度、漆膜指数值、酸值等能够长期持在运行指标内，大幅延长油品的使用寿命，期间只需补充新油，抵消机组的运行损耗即可。

　　2025年12月22日，安装某品牌的在线除漆膜滤油机，从油箱底部排油阀接管进入滤油机，滤油机出口接在油箱油雾器回油管，形成润滑油循环，开启后24小时不间断运行使用。运行一周后，取油样化验，漆膜指数0.6，可见得到明显下降。且随后在这一个月时间内，仅仅在2026年1月20日油温41.7℃时，出现一次峰形波动，83.2-89.5-84.9℃，于是要求油温控制指标在43-44℃，此后运行尚未再出现轴温突升波动。

　　例如，2026年2月4日，油温43.4℃、TIAS3112是80.5℃、TIAS3113 54.1℃、TIAS3114 72.7℃，轴温异常波动得到控制。

　　结束语

　　大型离心压缩机组轴瓦温度高，环境影响因素众多，如何从纷繁复杂的环境中分析出具体原因至关重要，本次应急处理为以后类似故障提供了经验。采用在线除漆膜滤油机能够很好地解决压缩机轴承积碳问题，并对漆膜起到抑制和清除的作用，提高了油品的清洁度，对压缩机的稳定运行起到了有益作用。

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