吴波，郑开元，郝红梅，党亚东，商杰
（河南豫光金铅股份有限公司，河南 济源459001）
［摘 要］河南豫光金铅股份有限公司30 000 m3/h空分装置离心式空压机组由压缩机、齿轮箱、电机及润滑油系统、冷却水系统等组成，自2020年7月投运以来，始终存在齿轮箱高速轴自由端轴承温度偏高及突变的问题，采取了工艺调整、轴瓦积炭处理、更换润滑油及齿轮箱内部件清洗、清理积炭与修刮瓦面及扩大进油口等一系列应对措施，问题仍没有得到明显缓解；2024年9月空分装置停车维保期间，将齿轮箱整体拆下运回郑州机械研究所进行全面解体检查与处理，回装时齿轮箱盘车装置出现故障，进行了相应的处理；2024年9月27日，装置重启，空压机运行平稳，齿轮箱高速轴自由端轴温偏高及波动问题得到彻底解决。在分析与总结空压机本故障问题处理经验教训的基础上，对该类型机组提出了相应的维保建议。
［关键词］离心式空压机；齿轮箱高速轴自由端；轴承温度偏高；原因分析；齿轮箱返厂处理；试车情况；运行情况；维保建议
［中图分类号］TH452 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）05-0059-04
0 引 言
河南豫光金铅股份有限公司（简称豫光金铅）制氧厂于2020年7月建成投产1套KDONAr-30000/12000/1000型30 000 m3/h空分装置，采用分子筛吸附净化、增压透平膨胀机制冷、规整填料上/下塔、无氢制氩、氧氮外压缩流程。为空分装置提供原料空气的EIZ100-4型离心式压缩机组，由压缩机、齿轮箱、电机及润滑油系统、冷却水系统等组成（空分厂房二楼平台由南至北依次布置压缩机、齿轮箱、主电机，一楼布置润滑油站）。
本空压机为单轴等温型，由西安陕鼓动力股份有限公司生产，四级压缩三级冷却，设计打气量154 000 m3/h（标态）、排气压力0.465 MPa、主机转速5 514 r/min、轴功率11 924 kW；齿轮箱型号GS670-33型，由郑州机械研究所有限公司生产，为平行轴双斜齿硬齿面结构，输入转速1 500 r/min、输出转速5 514
r/min，额定功率13 500 kW，齿轮箱高速轴自由端有一DP22-66AS型电动盘车装置，由22 kW的盘车电机（采用软启动器控制启动）通过减速机、爪型离合器与高速齿轮轴连接，用于开机前整台机组的电动盘车；主电机采用上海电机厂T13500-4型同步电机。
豫光金铅30 000 m3/h空分装置空压机齿轮箱高/低速转子两端轴承均为圆瓦轴承，每只轴承的下瓦侧面均预埋2支热电阻用于监控轴瓦温度，要求8个温度测点示值稳定，齿轮箱轴温正常值≤85 ℃、报警值100 ℃、联锁值110 ℃；齿轮箱运行过程中，主要监测低速轴、高速轴共8个温度测点及高速轴联轴器端轴振值（设定轴振值≤25 μm）。本空压机组自2020年7月投运以来，高速轴自由端轴温始终存在偏高的现象，且时常出现突升突降的情形，严重影响主机的长期稳定运行，而齿轮箱另外3只轴承的6个温度测点示值均正常平稳。为此，豫光金铅进行了一系列排查与处理，对检修后空压机回装过程中盘车装置出现的故障进行分析与处置，并对该类型机组提出了相应的维保建议。以下对有关情况作一介绍。
1 异常现象及其应对措施
2020年8月—2021年7月各月空压机齿轮箱各轴承的最高轴温：低速轴联轴器端轴温TISA3031/TISA3032为64.1～67.4 ℃/64.1～68.5 ℃，低速轴自由端轴温TISA3033/TISA3034为56.1～59.7 ℃/57.1～60.9 ℃，高速轴联轴器端轴温TISA3035/TISA3036为70.1～73.8 ℃/69.0～72.4 ℃，高速轴自由端轴温TISA3037/TISA3038为61.9～94.8 ℃/61.4～101.1 ℃。
1.1 工艺调整
2021年6月，空压机齿轮箱高速轴自由端轴温TISA3037、TISA3038最高分别为93.4 ℃、100.6 ℃；2021年7月最高分别为94.8 ℃、101.1 ℃；2021年8月最高分别为95.4 ℃、102.4 ℃。该机组供油温度指标为（42±3）℃，齿轮箱轴温报警值100 ℃、联锁值110 ℃。2021年8月经征求齿轮箱厂家意见，将齿轮箱轴温联锁值调整为120 ℃。高速轴自由端轴温异常偏高期间，采取了调整油温、齿轮箱进油管压力、空压机负荷等措施，高速轴自由端轴温无明显改善；取样化验润滑油，符合《涡轮机油》（GB 11120—2011）的各项指标要求。简言之，工艺调整手段对齿轮箱自由端轴温偏高问题没有明显的改善作用。
1.2 轴瓦积炭处理
2022年，TISA3037、TISA3038测点示值出现“缓升后突降再突升”的现象。例如，2022年9月4日，TISA3037的变化情况为88.3 ℃→89.6 ℃→80.8 ℃→91.1 ℃，TISA3038的变化情况为82.4 ℃→83.6 ℃→78.9 ℃→84.1 ℃。自空压机组投运以来，已专门停机处理该问题数次。齿轮箱生产厂家技术人员现场检查时，均发现下瓦存在一片直径约20 mm的轴瓦积炭现象，其处理方式均为加大轴瓦进油口尺寸并修刮轴瓦工作面，处理后其轴温暂时得到改善，但运行不久后仍会出现轴温升高及波动现象。
1.3 更换润滑油及齿轮箱内部件清洗
2023年10月，本空分装置进行投运3 a来的首次大修，空压机主要检修内容如下：空压机全部解体、转子返厂检测；齿轮箱由施工人员开盖检查各轴瓦、复测齿轮啮合情况及对中精度，仅对轴瓦、高/低速转子进行了清洗，未对设备进行任何调整；同步电机亦返厂维保；空压机油箱完成3 a来的首次润滑油更换。空分装置大修后于2023年11月16日重启，当日空压机齿轮箱高速轴自由端轴温即出现异常偏高且波动的现象，TISA3037的变化情况为88.6 ℃→78.8 ℃→93.2 ℃，TISA3038的变化情况为82.0 ℃→76.8 ℃→83.7 ℃。简言之，更换润滑油和齿轮箱内部件清洗等措施对高速轴自由端轴温偏高问题没有明显的缓解作用。
1.4 清理积炭与修刮瓦面及扩大进油口
更多内容详见《中氮肥》2026年第5期