大型空压机烧瓦断轴事故剖析

引言（1）

　　2002年3月15日，某石化厂空分装置离心式空气压缩机检修后试车运行时压缩机发生了烧瓦、高速轴折断事故。事故使压缩机严重损坏，导致空分装置推迟数日开车，造成极大损失。现将事故发生原因分析如下。

事故经过与损坏情况（2）

　　1 事故经过：由美国纽约布发罗（Buffalo）的Cooper工业公司透平压缩机分部制造的C-8系列，TA-48型离心压缩机经检修后，检修资料及各个控制点经过使用单位、业务主管单位以及检修单位的技术人员和代表鉴证合格并签字。2002年3月15日上午9：00启动运行，启动后约1分钟，试车人员感到声音有些异常，马上对设备全方位巡检，接着仪表发出轴承低油压报警，操作人员观察到油压已下降至低油压停车连锁值，压缩机仍按额定转速运行。操作员立即按下现场控制盘的停车按钮，但连按数次均不能使压缩机停车，于是立刻跑向中控室切断压缩机驱动马达的电源。在操作人员跑往中控室的途中，试车人员在现场听到从机器传出一声巨响，不久压缩机马达的电源被切断，机组停止运行，这时机器共运行了3分钟。

　　2 损坏情况：拆开解体后检查，压缩机低速轴的两只轴承正常；中速轴的两只轴承合金已熔化，瓦块变形；高速轴的两只轴承合金全部熔化，瓦块严重变形。靠近高压侧叶轮的轴瓦（2）变黑（见图1），并在该处轴颈折断；高速轴上的两个叶轮与壳体相磨，变形较严重；油封、气封烧损，二级扩散器磨损，不能使用，密封“U”形环（成套）烧损老化。以上部件均需成套更换。（机组传动示意图见图1）

　　

　　图1 离心空压机传动示意图

　　注：1 高压级叶轮；2 高速轴轴承；3 高速轴齿轮；4 高速轴轴承；5 中压级叶轮；6 高速轴；7 低速齿轮；8 低速轴轴承；9 中速轴齿轮；10 中速轴轴承；11 中速轴轴承；12 低压级叶轮；13 中速轴；14 低速轴轴承；15 润滑油油泵；16 低速轴；17 联轴节；18 压缩机驱动电机

事故原因（3）

　　1 未按制造商使用说明书操作，是导致事故发生的主要原因

　　说明书在预启动检查表中指出：①检查压缩机驱动电机旋转方向，拆去联轴节，点动电机确认与机壳标出的转向一致为正确。②将压缩机和电机联轴节回装后，应手动盘车。据调查，本次试车，在启动机组之前，既无确认电机转向，又无对机组盘车。

　　由于机组的设计是压力油润滑，且油路系统中，中高速轴轴承由两台油泵接力供油。辅助油泵由小电机单独驱动，将润滑油压力由常压升至0.84MPa。主油泵由压缩机与电机轴联的低速轴直接驱动，将润滑油压力从0.84MPa升至3.9MPa。正常工作时压缩机低速轴的两只轴承润滑油油压为0.75MPa，中速轴和高速轴的四只轴承润滑油油压是3.6MPa。主油泵是回转式容积泵，只有正确的转向和启动前的盘车，主油泵通过输油管，将升压后的润滑油送往四只轴承，才能在机组启动时，保证中高速轴的四只轴承有足够的润滑油压力，确保轴承的润滑和散热。由于没有盘车，中高速轴的四只轴承在启动运行后的数秒钟内，润滑油压力极低，不能保证润滑和散热，故发出低油报警与停车信号。由此可见，不按要求操作，直接导致事故的发生。《润滑油流程示意图见图2》

　　

　　图2 润滑油系统流程示意图

　　注：1 油箱；2 辅助油泵；3 油冷却器；4 油过滤器；5 润滑油主油泵；6 压力调节阀；7 单向阀；8 压力调节阀；9 单向阀；10 压力阀节阀

　　2 驱动电机没有单机试运，是事故发生的又一重要原因

　　方案要求：电机检修后，在与压缩机连接之前，应拆去油压联锁，进气温度联锁，油滤器压差等联锁进行单独试运行，以确认正确的旋转方向，电路系统畅通，开关好用，工作电流在合格范围内等技术性能指标正常。

　　在实际的联机试运中，当压缩机中高速轴轴承油压低于停车联锁值后，操作人员按下停车开关时，开关失灵。在事故发生后的调查中，未能提供有效的电机单试记录、用户的监证记录。事实说明，电机未能按要求单独试运，使现场控制盘开关触片连接不良得不到及时发现和消除，最终不能阻止事故的发生和升级。

　　3 机组启动前仪表联锁系统未做联校，是事故发生的又一原因

　　使用要求：机组在投入使用、启动之前，应对机组安全保护的联锁，如轴承润滑油压力低、油滤器压差大、电机工作电流过载等，送上电流模拟信号，检验仪表的自动报警和联锁停车装置灵活好用，并做好记录。

　　在机组的试车过程中，当仪表检测到润滑油压力低时，已发出报警，遗憾的是油压降至联锁值时，未能自动停车起联锁保护作用。在调查事故原因时，仪表修理人员未能提供有效的记录和用户代表监证记录。说明开车前仪表专业人员未对仪表联锁联校，及早消除仪表系统存在的隐患。在开车中一旦由某方面的原因引起系统不正常，自动保护名存实亡，未能有效地阻止事故发生。

　　4 管理松懈，间接引发事故发生

　　从事故调查中发现，工艺操作人员的试车没有按制造商的使用说明操作；电修人员不按方案单试电机；仪修人员对机组的联锁不做联校。这一方面说明员工存在想当然和侥幸心理，从另一方面也暴露出企业存在管理松懈、监督力度不足、跟踪不到位的问题。这些因素的综合，足以间接引发事故的发生。
 
事故思考（4）

　　1 开车前的盘车、电机的单独试运、仪表的联校，都是必须做，应该做的工作，是各个专业员工最基本的工作，但实际上许多员工做不到位或不做，而且管理人员也没有跟踪到位进行监督，说明员工的职业道德存在问题，应引起领导人员的高度重视。

　　2 在事故的调查中，有个别人员认为：以往的开车都没有盘车，为什么不烧坏设备？是的，侥幸的成功，不等于可以不按厂家的说明来正确的操作，正是这一次次侥幸成功，养成了不按规范、不按要求操作，时间一长，就成了习惯。然而在机器运行8年多时间后，许多配合间隙增大，精度降低，润滑油泄漏量增大，造成油压降低，以致不能正常工作。而且随着设备的老化，腐蚀日益严重，造成仪表系统、电路系统、接触元件的损坏，没有及时发现和消除，直到酿成事故还不知道原因何在。这从反面也说明养成按规范、按要求操作良好习惯的重要性。