离心空压机推力轴承故障避免方法

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离心空压机推力轴承故障避免方法

在离心空压机过程中，基于载荷工况的变化及 离心空压机的结构形式的变化如调节出口压力及

密封失效，就会使得空压机转子系统的轴向载荷突然发生改变，进而促使原本稳定的推力轴承油膜状

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态发生变化，变为不稳定的状态。转子的轴向力变 化导致润滑油膜厚度变化，使得转子进行沿轴向的

移动。如果转子系统的轴向移动过大超过机器允许的范围值时，就会造成推力轴承的轴向承载增大，

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一旦超出止推轴承的润滑油膜的承载能力，油膜就 会发生破裂，巴氏合金处的温度也将急剧上升，使

轴承发生烧瓦的恶劣情况，烧瓦轴承所示。一般而言，在大型离心机械如离心空压机、离心泵及汽轮

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机在运行过程中的经常发生的故障形式，就是由于 轴向载荷过大引起轴向位移过大，轴承失效进而引

起的紧急停车。某电厂机组的转子轴承采用止推轴承加径向

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轴承的联合轴承体结构，其止推轴承由八块米歇尔 巴氏合金瓦块组成，自从该机组投入使用以来，就

一直存在轴承瓦块温度超标的情况。经研究发现，由于轴承在设计时的设计原因和加工精度低及安

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装缺陷导致八块轴承瓦块的受力不均，瓦温超标， 不能全负荷运转。造成推力轴承的轴向载荷故障的

主要原因一般有以下几种：第一，推力轴承自身原因导致的故障，一般是由于推力轴承的结构设计不

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正确，对轴承的承载水平没有准确了解，造成轴承 润滑性能不好，使其在危险工况或低报警工况中持

续运行，直到轴承故障报废；第二，轴位移监测系统故障，主要是由于离心空压机转子零点标定、推

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力盘位移的监测故障、传感器监测及压力温度监测 故障造成的，台州发电厂的一台机组由于轴承的测

温元件故障导致测量结果不正确；第三，润滑系统和冷却系统的故障，主要表现为推力轴承的润滑油

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油压不够、润滑油供油不充分、润滑油油质变差、 或润滑油冷却系统等故障，某冶炼厂的空压机由于

回油系统设计不合理，导致轴承热量不能带走，瓦块发黑烧瓦、积碳的故障。在离心空压机运行过程

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中，所示止推轴承承载轴向力的安全范围一般受最 小油膜厚度‰一轴承机械强度、轴瓦温度和止推盘

最高转速等四个参数的影响：(1)最小油膜厚度吃胁。在较低转速下，限制止推轴承安全运转的主要

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因素为轴承的最小油膜厚度，最小油膜厚度小于设 计最小油膜厚度时，推力盘与推力瓦块直接接触而

发生半润滑摩擦或干摩擦，温度过高使轴承发生烧瓦。(2)轴承组件的机械强度。推力轴承的

机械强

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度主要由轴承支点的强度及瓦块厚度共同决定。当 轴承推力盘转速较高、轴承所受轴向力较大时，虽

然油膜的最小油膜厚度还在安全范围内，但这种工况下，一般会造成轴承支点的疲劳故障和瓦块变形

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过大，因此瓦块支点的强度及瓦块的变形均是推力 轴承比较重要的性能参数。Berger 等人对柔性轴

作用下的推力轴承性能作了研究，研究过程中考虑了轴的陀螺效应，经过瞬态迭代的方法求解轴承性

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能。(3)轴瓦温度。一般在设计止推轴承时，轴瓦 的温度应控制在瓦块金属软化点以下。对于推力轴

承用合金通常需控制在 90-100。C 以下。大多数轴承在受到高速重载、供油不足、供油温度过高或排

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油不畅的工况下，就会造成轴瓦温度过高，超过金 属软化点。一般来讲，轴瓦温度分布不均匀，在进

油端轴瓦温度最低，在出油端的外缘温度最高。轴瓦温度也是确保离心空压机正常的重要参数，一般