“病症”:大型離心式壓縮機軸承積碳。
“問診”效果:使得大型離心式壓縮機穩定可靠運行,從深(shēn)層次上解決了製約瓶頸問題。
隨著化工企(qǐ)業新建(jiàn)化工項目逐漸趨(qū)於大(dà)型化,大型離心式壓縮機組的應用也就越(yuè)來越(yuè)廣泛(fàn),占據(jù)著生產裝置的核(hé)心位置,是整個係統生產裝置安、穩、長、滿(mǎn)、優(yōu)運(yùn)行的關鍵(jiàn)。現(xiàn)在,大型離心式壓(yā)縮機組盡管(guǎn)在設計上和實際配置上相(xiàng)對先進可靠,監測監控係統也相當完備,但在實際運行過程中,離心式壓(yā)縮機組也難免會出現各種形態的故障,其中軸瓦積碳是多見現象,也製約了壓縮機組的長周(zhōu)期、穩定運(yùn)行。
積碳成因
大型離心式壓縮機(jī)軸承(chéng)積碳通常有如下幾方麵主要原因。
一是軸瓦溫度過高。
由於離心(xīn)式機組轉速高,尤其是增壓機(jī)為多軸(zhóu)式(shì)壓縮機轉速更高,為保證油(yóu)膜的穩定性,可傾瓦設計間隙(xì)小,在摩擦副中(zhōng)潤滑油流量(liàng)偏(piān)小,潤滑油帶走的摩擦熱較少,這就使得軸承的溫度偏高,容易造成軸承瓦塊的積碳(tàn)。
二是潤滑油運行過程中形成“漆膜”。
“漆膜”的產生加快了積碳在瓦塊上的形成。漆膜的形成是一個複雜的過程。隨著潤滑(huá)油的氧化並不斷惡化,氧化物(wù)產(chǎn)出並開始(shǐ)聚合(hé),逐漸產生可溶的(de)、有極性的(de)軟(ruǎn)性汙染(rǎn)物(抗氧化劑及基礎油的降解(jiě)物),並溶(róng)於潤滑油中。在特定的溫度和壓(yā)力下其濃(nóng)度達到飽和,就會析出沉澱在機械係統的各個地方,尤其是金屬(shǔ)表麵,如軸承、齒輪上,形成漆膜。而漆膜(mó)導致的軸瓦溫升又進一步促進了油的氧化。
漆膜金屬表麵的吸(xī)附機理
如果油中的軟性汙染物(漆膜前身)溶解度下降,在金屬(shǔ)表(biǎo)麵已析出的漆膜就會開始溶解,通過降低溶解(jiě)濃度可以降低漆膜在金(jīn)屬(shǔ)上的沉積,因此,金屬表麵吸附的漆膜可以通過降低油品中(zhōng)的(de)軟性物質(zhì)濃度(dù),予以(yǐ)去除或控(kòng)製。
漆膜產生的原因主要有以下幾個方麵:
油品氧化。油(yóu)品在使(shǐ)用過程中與空氣和金屬材料接觸並處於一定的溫度條件,潤(rùn)滑油氧化產生的極(jí)性物質如醛、酮、酸(suān)以及縮聚產物微溶於油中,當(dāng)極性物質的含(hán)量超過了(le)潤滑(huá)油的溶解度或溫度下降後,就會沉積起來,形成(chéng)油泥和漆膜。
高溫降解和微燃燒。有氧條件下(xià)潤滑油時刻發(fā)生降解反應,隨著溫度的升高降解速度加快。運行中,潤滑油還會受到絕熱壓縮(微燃燒),這種情(qíng)況的發生是由於潤滑油會溶解一定量的空氣,當超過溶解極限後,進入(rù)油液的空氣以(yǐ)懸浮方式存在油品中,當潤滑油進入摩擦副高壓區域時,這些氣泡受到快速擠壓(絕熱壓縮)而爆裂,由此釋放的能量可以使微小區(qū)域內的潤滑油溫度達到1000℃以上。在此溫度下,潤滑油(yóu)發生熱裂解,基礎油和添加劑同時被降解,導致漆膜生成。
油品(pǐn)精製(zhì)過程影響。汽輪(lún)機(jī)油主(zhǔ)要(yào)由基礎油(yóu)和添加劑兩(liǎng)部分(fèn)構成,其中基礎油占85%以上。因此,基礎油對汽輪機油的性(xìng)能有很大的(de)影響。I類基礎(chǔ)油采(cǎi)用(yòng)溶劑精製工藝製得,含有一定的芳烴,II類、III類基礎油采用加氫工藝製得,但(dàn)由於II類、III類基礎油在(zài)精製(zhì)過程中幾乎除去了所有的芳烴,因此,大(dà)大降低了油(yóu)品對膠質、油泥(ní)的溶解度,一旦油品(pǐn)衰變(biàn)達到一定程度後(hòu),極易出現油泥、膠質。
解決軸承積碳(tàn)需“對症(zhèng)下藥”
針對(duì)軸承溫度過高的問題,增加潤滑油流量,降低瓦溫(wēn),是Z有效的方式,具體可采取以下措施:
①在可傾瓦的出油(yóu)邊中間部位(wèi)80%長度上手工刮削不大於10mm的5°~10°倒(dǎo)角,以(yǐ)不超越軸頸接觸線為準,增加回油量。
②將軸(zhóu)瓦(wǎ)外側擋油圈的內孔直徑擴大0.1~0.2mm。
③在主承載軸承瓦塊(kuài)開直槽或T形槽(cáo),增(zēng)大油囊,增加潤滑油的(de)進油量(需注意(yì)的是,對軸瓦進行改造(zào)時需校核軸瓦比壓在其允許範圍內)。
潤滑油的品質嚴重影響軸瓦的使用壽命,在潤滑油管理上要采(cǎi)取以下措施:
①定期分析潤滑油的各(gè)項指標。定期分析潤滑油指標與原壓縮機製造廠提出的(de)潤滑油要(yào)求進行對比,及時發現異常,製(zhì)訂針對性措施,確保機組處於(yú)良好的(de)潤滑狀態。由於(yú)油品中的添加劑在運行過程中消耗速度大於油品消耗速度,導致油品品質呈明顯下降趨勢,根據油品添加劑消(xiāo)耗及油品狀況,補充添加劑,恢複油品性能(néng)指標。
②保證良好的抗泡性和空氣釋(shì)放性等特點。需定(dìng)期檢查(chá)潤滑油的空氣釋放值(zhí)並校核油品在油箱(xiāng)內的停留(liú)時間,確(què)保為合格狀(zhuàng)態。同時也需檢查油品的抗泡值,確保在合格範圍內。由(yóu)於空氣釋放值是油品的固有特性,一般添加劑無法改善,故(gù)油品在油箱(xiāng)內的停留時間決定了油品中空氣的釋放程(chéng)度,為避免油品攜帶(dài)超標的氣泡進入潤滑係統摩擦副,導致潤滑狀況劣化,必(bì)須確保油品在油箱中的停留時間大於(yú)潤滑油(yóu)空氣釋放所需的時間,讓(ràng)氣泡有足夠時間逸(yì)出排掉,且油箱(xiāng)必須確保微負壓狀態。
③定(dìng)期進行油品的漆膜傾向指數測定。目前檢測公司、油(yóu)品研究機構(gòu)研究了多(duō)種(zhǒng)檢測漆膜的方(fāng)法,比較有效且被(bèi)ASTM標準采納的測試方(fāng)法是MPC值測試法(ASTMD7843-2012),測量在用油的漆膜傾向指(zhǐ)數。該方(fāng)法通過對在油中不溶物含量的測定,評判漆膜傾向指數。其標尺如下:

根據(jù)檢測數值及時聯係專業廠家去除“漆膜”隱患,目前比較常用的去除漆膜方法主要有“平衡電(diàn)荷淨化法”和“離(lí)子交換樹脂法(fǎ)”。
④選用純合成油作為基礎油的潤滑油。由於目前大多采用多軸齒輪式壓(yā)縮機,軸瓦溫度普遍(biàn)較高(gāo)(約90~100℃),軸瓦溫度≤85℃時采用礦物油(yóu)作為基礎油的潤滑油可以在較長時間內(nèi)保障潤滑效果,≥60℃時每升高(gāo)10℃礦物油老化(huà)速度將升高1倍,積碳速度亦(yì)成倍增加;軸(zhóu)瓦溫度≥85℃尤其≥95℃時,Z好選用純合(hé)成油作為基礎油的潤滑油。
以上是公司多台大型離心式(shì)壓縮機組在實際(jì)運行中曾經出(chū)現的軸瓦積碳問題(tí),經過廣泛調(diào)研,深入分析,針對性采取(qǔ)的措施,實踐證明十分有效。為裝置大型離心式壓縮機(jī)穩定可靠運(yùn)行(háng)從深層(céng)次(cì)上解決了製(zhì)約瓶頸問題。
來源:《中國設備工程》雜誌社