技术 | 静压润滑系统油压低的原因分析及解决办法

一、前言

一般稀油循环润滑系统的主要功能是对设备用油进行循环、过滤及冷却，其系统润滑方式及被润滑点需实现的功能及工作状况不同，对系统压力的要求也不一样。

某公司有两条5000t/d熟料生产线及四条水泥粉磨生产线，水泥粉磨系统采取辊压机半终粉磨+水泥磨工艺。其中3号及4号水泥磨规格为ф4.2m×13m，磨头及磨尾滑履轴承的润滑方式为静压润滑，配置相同生产厂家设计制造的E687A水泥磨静压滑履轴承润滑站，选用的润滑油牌号为昆仑L-CKD220重负荷工业齿轮油。

二、动压润滑、静压润滑及动静压润滑的概念

2.1 动压润滑的基本概念

动压润滑是指通过摩擦表面，以一定速度与方向相对于另一静止的摩擦表面移动时，将润滑油带入摩擦表面，由于润滑油的粘性和油在摩擦副中的楔形间隙形成的流体动力作用而产生油压，并形成承载油膜。该润滑方式下，承载油膜形成时，两摩擦表面必须保证有足够的相对运动转速，同时油膜厚度还与摩擦表面的粗糙度及润滑油的粘度密切相关。

2.2 静压润滑的基本概念

静压润滑是靠润滑系统的油泵压力形成油楔，使油进入润滑点，强行使相接触的摩擦表面分开，形成较厚的油膜，因而可以避免启动或冲击时产生干摩擦，减小磨损，与动压润滑相比，可以使用粘度较小的润滑油。

2.3 动静压润滑的基本概念

动静压润滑是将动压润滑与静压润滑两种润滑方式相结合。在开机或停机过程中，两摩擦表面相对转速过低，没有足够的压力建立动压油膜，为了减少设备开机或停机过程的干摩擦，减小设备磨损，在设备开机及停机前先采用静压润滑的方式，通过油泵压力将润滑油加入到润滑点，在摩擦表面形成较厚的油膜。

三、故障现象及原因分析

3.1 润滑系统工作原理

E687A润滑站由低压系统、高压系统及高压补油系统三部分组成。低压系统对油箱内润滑油进行循环冷却及过滤，高压系统向滑履轴承提供静压支撑，高压补油系统对蓄能器进行充压。该润滑站的高压系统不是从油箱直接吸油，而是从低压系统经过滤及冷却后的油管中吸油。其优点是，可使经过高压系统压入轴承润滑表面的润滑油液更清洁且油温更低；缺点是高压系统吸油量的稳定性受低压系统的直接影响。

如图1所示，润滑站低压系统主要由低压油泵装置(一备一用)、双筒过滤器、油水换热器、压力元件以及阀门管件等组成；高压系统主要由高压油泵装置(两备两用)、压力元件以及阀门管件等组成；高压补油系统由高压补油泵、蓄能器、压力元件以及阀门管件等组成。

图1 E687A润滑站原理图

3.2 润滑系统电控原理

该润滑站设置两台低压油泵电机，四台高压油泵电机，一台高压补油油泵电机。两台低压油泵电机中一台正常工作，一台备用，可(在线切换)互为备用。四台高压油泵电机中，两台正常工作，两台备用。一台高压补油油泵电机，当其出口压力<14MPa时(压力可调)，电机启动；当其出口压力>15MPa时(压力可调)，电机停止工作。

采用低压系统出油口向高压系统吸油口和高压补油系统吸油口供油的方式，必须先启动低压泵电机；当低压系统出口压力达到0.1MPa(压力可调)时，才允许启动高压补油系统，补油系统对蓄能器充压；当压力达到要求值时，补油系统电机停止工作；然后允许高压系统两台电机同时启动，最后才允许磨机启动。磨机正常工作时，图1中编号为28的电磁换向阀一直带电，当遇到系统突然停电时，该电磁换向阀失电，蓄能器的压力油向磨机主轴承供油30s，以防止滑履轴承拉伤。

3.3 润滑油流量、压力与轴承润滑的关系

该润滑系统设定低压压力范围为0.1～0.5MPa。在油温一定的前提下，低压系统油压与润滑油流量成正比。当油压过低时，高压泵吸油量不足，不能在滑履轴承润滑点处形成足够的油膜支撑，进而影响轴承润滑效果，甚至造成轴承损伤。而高压系统正常工作时，高压压力由系统负载决定。因为该润滑站管路上并未配置流量变送器，所以只能通过压力进行控制。

3.4 故障现象

2016年4月6日夜班，4号水泥磨在运行过程中，因后端滑履润滑站低压系统油压低，磨机主电机连锁跳停。

3.5 油压低原因分析

(1)一般情况下，润滑系统如果在运行时出现油压低，在负载无变化的前提下，可能出现故障的元件有：动力元件(如：油泵装置)、控制元件(如：各功能阀件)及辅助元件(如：检测元件、过滤装置等)。

(2)按照一般故障排查方法，当4号水泥磨出现低压压力低，主电机连锁跳停后，该公司先后对低压系统中的油泵、溢流阀、过滤器滤芯及压力传感器等设备进行检查或更换。之后，在设备运行过程中，仍出现低压系统压力低，主电机连锁跳停现象。

(3)因设备故障未得到有效解决，该公司重新对故障现象进行分析发现：前端滑履轴承温度约为51℃，后端滑履轴承温度约为55℃，前后端瓦温均在正常范围之内；每次系统压力低主电机跳停是在设备正常运行4～5h之后；4月份属于水泥销售淡季，水泥磨机基本上是避峰用电，多处于夜班开机，开机时油箱油温较低。根据设备的实际运行情况，分析设备运行一段时间与设备刚开机时可能的区别是润滑系统的油温。经检查4号水泥磨后端滑履润滑站的油水热交换器换热效果差，设备运行3h后经过冷却的油温约为50℃，而磨机前端滑履润滑站热交换后的油温才35℃，因此判断该设备故障的原因为油温升高导致润滑油粘度降低，进而系统的压力也随之降低。

(4)在组织人员对失效的热交换器进行更换后，该润滑系统运行正常，未再出现压力低现象。

四、结语

润滑油的粘温特性(即：粘度随着油温的升高而降低，随着油温的降低而升高)在润滑系统的运行过程中与油压密切相关，但是在设备维护过程中常被忽视，设备管理人员应重视润滑油各性能对系统运行稳定性的影响。