大型離心式壓縮機軸承積碳,怎么破?
隨著化工企業(yè)新建化工項目逐漸趨于大型化,大型離心式壓縮機組的應(yīng)用也就越來越廣泛,占據(jù)著生產(chǎn)裝置的核心位置,是整個系統(tǒng)生產(chǎn)裝置安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)運行的關(guān)鍵。
現(xiàn)在,大型離心式壓縮機組盡管在設(shè)計上和實際配置上相對先進(jìn)可靠,監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)也相當(dāng)完備,但在實際運行過程中,離心式壓縮機組也難免會出現(xiàn)各種形態(tài)的故障,其中軸瓦積碳是多見現(xiàn)象,也制約了壓縮機組的長周期、穩(wěn)定運行。
積碳成因
大型離心式壓縮機軸承積碳通常有如下幾方面主要原因。
一是軸瓦溫度過高。
由于離心式機組轉(zhuǎn)速高,尤其是增壓機為多軸式壓縮機轉(zhuǎn)速更高,為保證油膜的穩(wěn)定性,可傾瓦設(shè)計間隙小,在摩擦副中潤滑油流量偏小,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。
二是潤滑油運行過程中形成“漆膜”。
“漆膜”的產(chǎn)生加快了積碳在瓦塊上的形成。漆膜的形成是一個復(fù)雜的過程。隨著潤滑油的氧化并不斷惡化,氧化物產(chǎn)出并開始聚合,逐漸產(chǎn)生可溶的、有極性的軟性污染物(抗氧化劑及基礎(chǔ)油的降解物),并溶于潤滑油中。在特定的溫度和壓力下其濃度達(dá)到飽和,就會析出沉淀在機械系統(tǒng)的各個地方,尤其是金屬表面,如軸承、齒輪上,形成漆膜。而漆膜導(dǎo)致的軸瓦溫升又進(jìn)一步促進(jìn)了油的氧化。
漆膜金屬表面的吸附機理
如果油中的軟性污染物(漆膜前身)溶解度下降,在金屬表面已析出的漆膜就會開始溶解,通過降低溶解濃度可以降低漆膜在金屬上的沉積,因此,金屬表面吸附的漆膜可以通過降低油品中的軟性物質(zhì)濃度,予以去除或控制。
漆膜產(chǎn)生的原因主要有以下幾個方面:
油品氧化。油品在使用過程中與空氣和金屬材料接觸并處于一定的溫度條件,潤滑油氧化產(chǎn)生的極性物質(zhì)如醛、酮、酸以及縮聚產(chǎn)物微溶于油中,當(dāng)極性物質(zhì)的含量超過了潤滑油的溶解度或溫度下降后,就會沉積起來,形成油泥和漆膜。
高溫降解和微燃燒。有氧條件下潤滑油時刻發(fā)生降解反應(yīng),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),這種情況的發(fā)生是由于潤滑油會溶解一定量的空氣,當(dāng)超過溶解極限后,進(jìn)入油液的空氣以懸浮方式存在油品中,當(dāng)潤滑油進(jìn)入摩擦副高壓區(qū)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(nèi)的潤滑油溫度達(dá)到1000℃以上。在此溫度下,潤滑油發(fā)生熱裂解,基礎(chǔ)油和添加劑同時被降解,導(dǎo)致漆膜生成。
油品精制過程影響。汽輪機油主要由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分構(gòu)成,其中基礎(chǔ)油占85%以上。因此,基礎(chǔ)油對汽輪機油的性能有很大的影響。I類基礎(chǔ)油采用溶劑精制工藝制得,含有一定的芳烴,II類、III類基礎(chǔ)油采用加氫工藝制得,但由于II類、III類基礎(chǔ)油在精制過程中幾乎除去了所有的芳烴,因此,大大降低了油品對膠質(zhì)、油泥的溶解度,一旦油品衰變達(dá)到一定程度后,極易出現(xiàn)油泥、膠質(zhì)。
解決軸承積碳需“對癥下藥”
針對軸承溫度過高的問題,增加潤滑油流量,降低瓦溫,是最有效的方式,具體可采取以下措施:
①在可傾瓦的出油邊中間部位80%長度上手工刮削不大于10mm的5°~10°倒角,以不超越軸頸接觸線為準(zhǔn),增加回油量。
②將軸瓦外側(cè)擋油圈的內(nèi)孔直徑擴大0.1~0.2mm。
③在主承載軸承瓦塊開直槽或T形槽,增大油囊,增加潤滑油的進(jìn)油量(需注意的是,對軸瓦進(jìn)行改造時需校核軸瓦比壓在其允許范圍內(nèi))。
潤滑油的品質(zhì)嚴(yán)重影響軸瓦的使用壽命,在潤滑油管理上要采取以下措施:
①定期分析潤滑油的各項指標(biāo)。定期分析潤滑油指標(biāo)與原壓縮機制造廠提出的潤滑油要求進(jìn)行對比,及時發(fā)現(xiàn)異常,制訂針對性措施,確保機組處于良好的潤滑狀態(tài)。由于油品中的添加劑在運行過程中消耗速度大于油品消耗速度,導(dǎo)致油品品質(zhì)呈明顯下降趨勢,根據(jù)油品添加劑消耗及油品狀況,補充添加劑,恢復(fù)油品性能指標(biāo)。
②保證良好的抗泡性和空氣釋放性等特點。需定期檢查潤滑油的空氣釋放值并校核油品在油箱內(nèi)的停留時間,確保為合格狀態(tài)。同時也需檢查油品的抗泡值,確保在合格范圍內(nèi)。由于空氣釋放值是油品的固有特性,一般添加劑無法改善,故油品在油箱內(nèi)的停留時間決定了油品中空氣的釋放程度,為避免油品攜帶超標(biāo)的氣泡進(jìn)入潤滑系統(tǒng)摩擦副,導(dǎo)致潤滑狀況劣化,必須確保油品在油箱中的停留時間大于潤滑油空氣釋放所需的時間,讓氣泡有足夠時間逸出排掉,且油箱必須確保微負(fù)壓狀態(tài)。
③定期進(jìn)行油品的漆膜傾向指數(shù)測定。目前檢測公司、油品研究機構(gòu)研究了多種檢測漆膜的方法,比較有效且被ASTM標(biāo)準(zhǔn)采納的測試方法是MPC值測試法(ASTMD7843-2012),測量在用油的漆膜傾向指數(shù)。該方法通過對在油中不溶物含量的測定,評判漆膜傾向指數(shù)。其標(biāo)尺如下:
根據(jù)檢測數(shù)值及時聯(lián)系專業(yè)廠家去除“漆膜”隱患,目前比較常用的去除漆膜方法主要有“平衡電荷凈化法”和“離子交換樹脂法”。
④選用純合成油作為基礎(chǔ)油的潤滑油。由于目前大多采用多軸齒輪式壓縮機,軸瓦溫度普遍較高(約90~100℃),軸瓦溫度≤85℃時采用礦物油作為基礎(chǔ)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10℃礦物油老化速度將升高1倍,積碳速度亦成倍增加;軸瓦溫度≥85℃尤其≥95℃時,最好選用純合成油作為基礎(chǔ)油的潤滑油。
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