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大型离心式压缩机轴承积碳,怎么破?

2017-07-01 09:55:40 

随着化工企业新建化工项目逐渐趋于大型化,大型离心式压缩机组的应用也就越来越广泛,占据着生产装置的核心位置,是整个系统生产装置安、稳、长、满、优运行的关键。


现在,大型离心式压缩机组尽管在设计上和实际配置上相对先进可靠,监测监控系统也相当完备,但在实际运行过程中,离心式压缩机组也难免会出现各种形态的故障,其中轴瓦积碳是多见现象,也制约了压缩机组的长周期、稳定运行。




积碳成因



大型离心式压缩机轴承积碳通常有如下几方面主要原因。


一是轴瓦温度过高。


由于离心式机组转速高,尤其是增压机为多轴式压缩机转速更高,为保证油膜的稳定性,可倾瓦设计间隙小,在摩擦副中润滑油流量偏小,润滑油带走的摩擦热较少,这就使得轴承的温度偏高,容易造成轴承瓦块的积碳。


二是润滑油运行过程中形成“漆膜”。


“漆膜”的产生加快了积碳在瓦块上的形成。漆膜的形成是一个复杂的过程。随着润滑油的氧化并不断恶化,氧化物产出并开始聚合,逐渐产生可溶的、有极性的软性污染物(抗氧化剂及基础油的降解物),并溶于润滑油中。在特定的温度和压力下其浓度达到饱和,就会析出沉淀在机械系统的各个地方,尤其是金属表面,如轴承、齿轮上,形成漆膜。而漆膜导致的轴瓦温升又进一步促进了油的氧化。



漆膜金属表面的吸附机理


如果油中的软性污染物(漆膜前身)溶解度下降,在金属表面已析出的漆膜就会开始溶解,通过降低溶解浓度可以降低漆膜在金属上的沉积,因此,金属表面吸附的漆膜可以通过降低油品中的软性物质浓度,予以去除或控制。


漆膜产生的原因主要有以下几个方面:


油品氧化。油品在使用过程中与空气和金属材料接触并处于一定的温度条件,润滑油氧化产生的极性物质如醛、酮、酸以及缩聚产物微溶于油中,当极性物质的含量超过了润滑油的溶解度或温度下降后,就会沉积起来,形成油泥和漆膜。


高温降解和微燃烧。有氧条件下润滑油时刻发生降解反应,随着温度的升高降解速度加快。运行中,润滑油还会受到绝热压缩(微燃烧),这种情况的发生是由于润滑油会溶解一定量的空气,当超过溶解极限后,进入油液的空气以悬浮方式存在油品中,当润滑油进入摩擦副高压区域时,这些气泡受到快速挤压(绝热压缩)而爆裂,由此释放的能量可以使微小区域内的润滑油温度达到1000℃以上。在此温度下,润滑油发生热裂解,基础油和添加剂同时被降解,导致漆膜生成。


油品精制过程影响。汽轮机油主要由基础油和添加剂两部分构成,其中基础油占85%以上。因此,基础油对汽轮机油的性能有很大的影响。I类基础油采用溶剂精制工艺制得,含有一定的芳烃,II类、III类基础油采用加氢工艺制得,但由于II类、III类基础油在精制过程中几乎除去了所有的芳烃,因此,大大降低了油品对胶质、油泥的溶解度,一旦油品衰变达到一定程度后,极易出现油泥、胶质。


解决轴承积碳需“对症下药”



针对轴承温度过高的问题,增加润滑油流量,降低瓦温,是最有效的方式,具体可采取以下措施:


①在可倾瓦的出油边中间部位80%长度上手工刮削不大于10mm的5°~10°倒角,以不超越轴颈接触线为准,增加回油量。


②将轴瓦外侧挡油圈的内孔直径扩大0.1~0.2mm。


③在主承载轴承瓦块开直槽或T形槽,增大油囊,增加润滑油的进油量(需注意的是,对轴瓦进行改造时需校核轴瓦比压在其允许范围内)。


润滑油的品质严重影响轴瓦的使用寿命,在润滑油管理上要采取以下措施:


①定期分析润滑油的各项指标。定期分析润滑油指标与原压缩机制造厂提出的润滑油要求进行对比,及时发现异常,制订针对性措施,确保机组处于良好的润滑状态。由于油品中的添加剂在运行过程中消耗速度大于油品消耗速度,导致油品品质呈明显下降趋势,根据油品添加剂消耗及油品状况,补充添加剂,恢复油品性能指标。


②保证良好的抗泡性和空气释放性等特点。需定期检查润滑油的空气释放值并校核油品在油箱内的停留时间,确保为合格状态。同时也需检查油品的抗泡值,确保在合格范围内。由于空气释放值是油品的固有特性,一般添加剂无法改善,故油品在油箱内的停留时间决定了油品中空气的释放程度,为避免油品携带超标的气泡进入润滑系统摩擦副,导致润滑状况劣化,必须确保油品在油箱中的停留时间大于润滑油空气释放所需的时间,让气泡有足够时间逸出排掉,且油箱必须确保微负压状态。


③定期进行油品的漆膜倾向指数测定。目前检测公司、油品研究机构研究了多种检测漆膜的方法,比较有效且被ASTM标准采纳的测试方法是MPC值测试法(ASTMD7843-2012),测量在用油的漆膜倾向指数。该方法通过对在油中不溶物含量的测定,评判漆膜倾向指数。其标尺如下:




根据检测数值及时联系专业厂家去除“漆膜”隐患,目前比较常用的去除漆膜方法主要有“平衡电荷净化法”和“离子交换树脂法”。


④选用纯合成油作为基础油的润滑油。由于目前大多采用多轴齿轮式压缩机,轴瓦温度普遍较高(约90~100℃),轴瓦温度≤85℃时采用矿物油作为基础油的润滑油可以在较长时间内保障润滑效果,≥60℃时每升高10℃矿物油老化速度将升高1倍,积碳速度亦成倍增加;轴瓦温度≥85℃尤其≥95℃时,最好选用纯合成油作为基础油的润滑油。

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