COOPER空壓機(jī)油站故障處理的反思

王柏濤

(寶武清潔能源鄂州有限公司，湖北鄂州 436000）

引言

進(jìn)口空壓機(jī)一直因穩(wěn)定、高效而有著不錯(cuò)的口碑。日常的設(shè)備管理中更多關(guān)注的是機(jī)組的振動(dòng)是否劣化、冷卻器的效果是否正常。日常檢修中對(duì)軸瓦、轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的狀況，設(shè)備的腐蝕、結(jié)垢等方面情況關(guān)注比較多，而容易忽視一些壽命比較長的零部件運(yùn)行狀況及壽命周期的管理。這些因素都會(huì)成為設(shè)備運(yùn)行中的定時(shí)炸彈，不時(shí)會(huì)暴露出問題。由于在日常管理中關(guān)注程度不夠，一旦出現(xiàn)故障也難以快速查找到原因和及時(shí)處理，常常會(huì)影響到單體設(shè)備甚至整套機(jī)組的正常運(yùn)行。

1 故障過程描述

鄂鋼公司2 萬m3/h制氧機(jī)組采用的是COOPER空壓機(jī)，自投產(chǎn)以來一直運(yùn)行穩(wěn)定，故障率很低.在最近一次冷備轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中發(fā)生的一起設(shè)備故障使得對(duì)進(jìn)口設(shè)備的檢修和壽命周期管理有了新的理解。因生產(chǎn)調(diào)整公司安排了2 萬m3/h制氧機(jī)組停車?yán)鋫溆茫猛＼嚴(yán)鋫錂C(jī)會(huì)對(duì)各冷卻器、過濾器進(jìn)行了拆檢和清洗，由于冷備時(shí)間不長，對(duì)其他部位未做檢修。冷備結(jié)束后按生產(chǎn)安排啟動(dòng)空壓機(jī)，啟動(dòng)開始階段空壓機(jī)狀況和各運(yùn)行參數(shù)正常，當(dāng)主油泵投入正常工作后，投油壓聯(lián)鎖停電動(dòng)輔助油泵備用。但輔助油泵停止運(yùn)行后，油壓迅速下降，當(dāng)油壓下降至0.11 MPa 時(shí)電動(dòng)輔油泵自動(dòng)投入了運(yùn)行，油壓上升到0.25 MPa 時(shí)聯(lián)鎖自停，并隨著油壓的上下波動(dòng)頻繁啟停。為查找故障原因，操作人員修改高值聯(lián)鎖，讓輔助油泵一直保持啟動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)油壓能穩(wěn)定在0.27 MPa 運(yùn)行，一旦將聯(lián)鎖值改回設(shè)計(jì)值，故障便重復(fù)出現(xiàn)。

2 故障原因分析

2.1 油系統(tǒng)原理

2 萬m3/h 機(jī)組COOPER 空壓機(jī)油站設(shè)置有1 臺(tái)軸頭主油泵和1 臺(tái)電動(dòng)輔助油泵，當(dāng)空壓機(jī)啟動(dòng)軸頭主油泵工作正常前，由電動(dòng)輔助油泵供油；當(dāng)主油泵正常投用后，電動(dòng)輔助油泵停止運(yùn)行，投入聯(lián)鎖后備用。2 個(gè)油泵共用的設(shè)備有冷油器、溫控閥、雙聯(lián)油過濾器等，油系統(tǒng)工作原理圖見圖1。

圖1 COOPER空壓機(jī)油系統(tǒng)簡圖

2.2 故障原因排查

根據(jù)COOPER 空壓機(jī)油系統(tǒng)簡圖分析，空壓機(jī)油系統(tǒng)出現(xiàn)電動(dòng)輔助油泵頻繁聯(lián)鎖啟停的故障，主要有以下幾個(gè)方面的原因：

（1）主油泵故障；

（2）主油泵吸不上油；

（3）輔助油泵出口止回閥故障；

（4）主油泵聯(lián)軸器斷裂；

（5）油過濾器、回油閥等其他原因。

2.3 針對(duì)性鎖定故障點(diǎn)

空壓機(jī)停止運(yùn)行后對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行了檢查，軸頭主油泵聯(lián)軸器完好，油系統(tǒng)外觀檢查未發(fā)現(xiàn)明顯問題。此次停車?yán)鋫淝? 萬m3/h制氧機(jī)組各運(yùn)行參數(shù)正常，空壓機(jī)運(yùn)行正常。查閱冷備期間2 萬m3/h 機(jī)組檢修記錄，在機(jī)組冷備停車后只安排對(duì)冷卻器、雙聯(lián)油過濾器進(jìn)行了拆檢和清洗，與油系統(tǒng)相關(guān)的部位只有冷油器和雙聯(lián)油過濾器。

考慮到空壓機(jī)啟動(dòng)前電動(dòng)輔助油泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)潤滑油壓為0.17 MPa，跟停車?yán)鋫淝暗膮?shù)一樣，由此判斷主油泵和電動(dòng)輔助油泵共用的油管路系統(tǒng)工作正常，可以排除是雙聯(lián)油過濾器、回油閥等部位堵塞或泄漏?？諌簷C(jī)啟動(dòng)后，主油泵投入工作，兩臺(tái)油泵并聯(lián)運(yùn)行時(shí)潤滑油壓達(dá)到0.27 MPa，比單臺(tái)電動(dòng)輔助油泵運(yùn)行時(shí)油壓有明顯提高，由此能夠判斷主油泵工作基本正常，吸油管和油泵內(nèi)部出故障可能性不大，故障的焦點(diǎn)落在電動(dòng)輔助油泵出口止回閥上。

3 故障處理過程

3.1 拆開檢查找問題

根據(jù)以上故障原因分析，下一步有針對(duì)性地對(duì)懷疑的故障部位進(jìn)行處理。按照分析的結(jié)果對(duì)電動(dòng)輔助油泵出口止回閥安排進(jìn)行拆檢，拆開后發(fā)現(xiàn)出口止回閥對(duì)開的閥瓣只剩下1 塊，掉落的1 塊沖入了油管。此次故障的原因徹底明晰，由于電動(dòng)輔助油泵出口止回閥閥瓣掉落導(dǎo)致無法關(guān)閉，此故障在電動(dòng)輔助油泵運(yùn)行時(shí)無任何影響，當(dāng)主油泵投用電動(dòng)輔助油泵停止運(yùn)行后，系統(tǒng)中的油通過止回閥、輔助油泵本體泄漏回油箱中，使得系統(tǒng)油壓降低，當(dāng)油壓降低至聯(lián)鎖低值時(shí)，輔助油泵聯(lián)鎖啟動(dòng)，系統(tǒng)油壓升高。當(dāng)系統(tǒng)油壓達(dá)到聯(lián)鎖高值時(shí)，輔助油泵又聯(lián)鎖停止。隨著電動(dòng)輔助油泵連續(xù)聯(lián)鎖啟停，故障重復(fù)出現(xiàn)。

3.2 故障處理

根據(jù)現(xiàn)場管路走向分析，判斷掉落的閥瓣可能卡在冷油器之前的管道拐彎處，于是現(xiàn)場對(duì)管路進(jìn)行了拆檢，找到了掉落的閥瓣，同時(shí)對(duì)損壞的止回閥進(jìn)行了更換。重新開車，電動(dòng)輔助油泵重復(fù)聯(lián)鎖啟停的故障不再出現(xiàn)，油系統(tǒng)恢復(fù)正常。

這次檢修中還在油管中找到另外一個(gè)掉落的止回閥閥瓣，按圖1對(duì)油系統(tǒng)進(jìn)行分析，掉落的閥瓣應(yīng)該屬于油系統(tǒng)中其余4 個(gè)止回閥的部件之一，說明此次故障并非偶發(fā)，而是由于止回閥閥瓣中間夾層橡膠材料長期在高溫油中運(yùn)行，使用一定時(shí)間后發(fā)生老化斷裂所致。

COOPER 空壓機(jī)油系統(tǒng)管件大多采用螺紋連接，本次拆檢電動(dòng)輔助油泵出口止回閥拆除范圍比較大，由于管道中存油較多，給檢修帶來一定的困難，漏油對(duì)檢修現(xiàn)場影響比較大。為解決此類問題，方便對(duì)油系統(tǒng)管路進(jìn)行拆檢，可以考慮在管路的最低點(diǎn)增加一個(gè)放油閥，用于在檢修時(shí)放空管路系統(tǒng)存油。

4 故障反思

此次故障原因比較簡單，處理也不復(fù)雜。結(jié)合以前曾經(jīng)發(fā)生的兩萬制氧機(jī)組COOPER 空壓機(jī)軸頭主油泵聯(lián)軸器斷裂，導(dǎo)致機(jī)組停車的一起設(shè)備事故反思，本次故障處理除了通過對(duì)故障現(xiàn)象有針對(duì)性進(jìn)行原因分析，準(zhǔn)確判斷故障點(diǎn)快速排除故障之外，還有以下兩點(diǎn)反思。

4.1 故障處理要基于系統(tǒng)分析

對(duì)于出現(xiàn)的設(shè)備故障不能對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行盲目的拆檢，要先對(duì)可能造成故障的部位進(jìn)行全面分析，在認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上有針對(duì)性地進(jìn)行處理，這樣可以提高故障處理的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，避免因拆檢造成新的問題而延長處理時(shí)間，同時(shí)可以減少無謂的工作量，降低檢修費(fèi)用。

4.2 進(jìn)一步關(guān)注設(shè)備壽命周期管理

這次故障處理加深了對(duì)設(shè)備壽命周期管理重要性的認(rèn)識(shí)。進(jìn)口設(shè)備及零部件的質(zhì)量一直是比較讓人放心的，忽視了對(duì)運(yùn)行壽命的關(guān)注。上次COOPER空壓機(jī)軸頭主油泵聯(lián)軸器在運(yùn)行中發(fā)生斷裂，造成機(jī)組停車，那次事故引起了對(duì)進(jìn)口設(shè)備中類似橡膠聯(lián)軸器之類的零部件壽命的注意，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行時(shí)間對(duì)橡膠聯(lián)軸器制定了5年的壽命周期納入管理，但接下來的工作中對(duì)其他一些零部件的壽命周期管理并未引起足夠的重視。這次止回閥閥瓣中間夾層橡膠材料斷裂，導(dǎo)致了閥瓣脫落引起的油系統(tǒng)故障，再一次提醒在設(shè)備管理中要對(duì)關(guān)注進(jìn)口設(shè)備中容易忽視的零部件壽命周期的管理。

5 結(jié)束語

對(duì)于一些運(yùn)行可靠性高的設(shè)備，在其長周期運(yùn)行的背后，也應(yīng)該看到零部件長期未更換或未及時(shí)維保帶來的風(fēng)險(xiǎn)，特別是使用年限接近壽命周期的一些零部件，更應(yīng)該引起高度關(guān)注。