大型離心式壓縮機軸承積碳怎么辦？

特約撰稿人：兗礦集團有限公司李民 趙增玉 呂運江 郭良軍

大型離心式壓縮機軸承積碳怎么辦？

特約撰稿人：兗礦集團有限公司李民 趙增玉 呂運江 郭良軍

“病癥”：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(wěn)定可靠運行，從深層次上解決了制約瓶頸問題。

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”。

漆膜金屬表面的吸附機理

“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)致的軸瓦溫升又進一步促進了油的氧化。

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，進入油液的空氣以懸浮方式存在油品中，當(dāng)潤滑油進入摩擦副高壓區(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，增加潤滑油的進油量（需注意的是，對軸瓦進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壓狀態(tài)。

③定期進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：

漆膜傾向指數(shù)評判參照表

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。

以上是公司多臺大型離心式壓縮機組在實際運行中曾經(jīng)出現(xiàn)的軸瓦積碳問題，經(jīng)過廣泛調(diào)研，深入分析，針對性采取的措施，實踐證明十分有效。為裝置大型離心式壓縮機穩(wěn)定可靠運行從深層次上解決了制約瓶頸問題。