壓縮機潤滑油泵倒泵故障的原因分析及處理方案

閻峰華

（大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶163714）

壓縮機潤滑油泵倒泵故障的原因分析及處理方案

閻峰華

（大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶163714）

某化肥廠合成氨裝置合成氣壓縮機潤滑油泵倒泵時，出現調速油油壓不足、機組停機、聯鎖動作故障。文中分析了造成裝置停車的原因，結合裝置的實際運行情況提出了處理方案，故障現象得以解決。

合成氣壓縮機；潤滑油泵；倒泵；跳車

某化肥廠的合成氣壓縮機103J的潤滑油系統由2臺泵提供動力，主泵為蒸汽透平驅動，透平2側連接主潤滑油泵和主密封油泵，輔泵作為備用泵，為電機驅動，2側連接輔潤滑油泵和輔密封油泵。經過泵后的油壓達到0.9～1.1 MPa，經過冷卻器、過濾器后，油溫降至50℃左右。

1 工藝流程

潤滑油分為3路：1路由現場調節閥LRA84控制油壓0.11 MPa左右，作為機組潤滑油；2路作為高壓、中壓透平的調速油，要求壓力0.6～1.2 MPa；3路經過密封油泵后，油壓升至8.2～8.6 MPa，經過過濾器后送往高位油槽作為高、低壓缸密封油使用，各支路配有0.6 MPa的氮氣蓄壓器。但2009年機組電調改造以來，主油泵倒到輔油泵運行時，多次出現機組跳車、裝置停工的事故［1］。

2 故障現象

2009～2017年，主泵倒到輔泵時，多次因為調速油壓低造成機組跳車。

（1）主泵運行時，主泵出口壓力、密封油壓、調速油壓等均在指標范圍內，啟動輔油泵后，主、輔泵出口壓力略有沖高，很快回落都低于主泵單獨運行時的壓力，主、輔密封油壓力快速上升高于主泵單獨運行時的壓力［2］。

（2）主、輔泵運行穩定，停主泵時，主、輔泵出口壓力及調速油壓隨停泵快速下降至一個低值（＜350 kPa聯鎖動作值）后，回升至正常范圍。主、輔密封油壓力滯后下降至單泵運行的壓力，主泵停泵時采取關閉透平主汽閥的方式時滯后4 s，采取透平打閘的方式滯后2 s。

（3）調速油壓下降至470～480 kPa時，103J轉速開始快速下降，直至200 r/min，機組失速聯鎖動作，103J跳車。期間查各運行參數，均未達到103J各跳車聯鎖值。

3 故障原因分析

3.1 油路油量

分析單泵運行、倒泵時各路油壓數據，發現單泵運行時，主（輔）泵出口壓力、調速油壓接近指標下限，密封油量還有少量富余，通過調節返回油箱。倒泵時，調速油壓下降最快。為此，對電泵單泵運行時的各路油量進行估算。輔泵穩定運行時，電機電流82 A，電壓380 V，電機效率70%，輔泵出口壓力0.86 MPa，密封油壓9.0 MPa。

設總潤滑油量為Q，按照做功的原理計算：

總潤滑油流量Q=31.4 m3/h，密封油量6.2 m3/h

設計總潤滑油流量為39.8 m3/h，密封油量為5.6 m3/h。計算的總流量低于設計值，密封油量高于設計值，與運行時的現象相符。結合主（輔）泵出口壓力、調速油壓靠近指標下限，說明單泵運行時潤滑油泵打量不足［3］。

3.2 倒泵時的現象分析

啟動輔油泵后，主、輔泵出口壓力略有沖高，很快回落都低于主泵單獨運行時的壓力，主、輔密封油壓力快速上升高于主泵單獨運行時的壓力，再查輔泵起泵時油箱液位變化不明顯，測單線油冷器、過濾器壓差約0.2 MPa。判斷認為由于主、輔泵的打量不足，泵出口阻力大，起輔泵后，潤滑油總流量沒有增加，但密封油泵為齒輪泵，雙泵打量增加，密封油壓上升。造成主、輔泵出口壓力下降，調速油壓下降。

在停主泵工況下：

（1）采取關主汽閥的方式，主泵潤滑油泵為離心泵，下降至一定轉速不再打量，但此時齒輪泵仍然打量，造成輔泵出口壓力快速下降，同時調速油壓快速下降，機組跳車。主泵停后，輔泵出口壓力及調速油均上升至正常。

（2）采取透平打閘的方式，齒輪泵停止打量滯后約2 s，造成調速油壓低，機組跳車。

（3）調速油壓下降至470～480 kPa時，103J轉速開始快速下降，直至200 r/min，失速聯鎖動作，103J跳車。判斷高、中壓透平的速關主件由于調速油壓下降，出現關閉的現象，造成機組停機。

存在問題：高壓透平切斷入口蒸汽后，高壓蒸汽系統壓力將會快速上升超壓，透平出口的中壓蒸汽中斷，造成一段爐水碳比快速下降，聯鎖動作，裝置停車。由于103J出口沒有單向閥，高壓缸出口的工藝氣瞬間倒灌，機組反轉并超速［4］。

4 處理方案

（1）對主、輔泵的潤滑油泵進行擴能，增大葉輪尺寸，提高總油量。

（2）并聯潤滑油泵出口的2組油冷器、油過濾器，降低阻力0.09 MPa，提高正常運行時主泵出口壓力、調速油壓，提高倒泵時調速油壓在停1臺泵時出現下降的安全邊際。同時解決夏季油冷器能力不足，油溫高的難題［5］。

（3）在密封油線路上增加1條至調速油蓄壓器的帶自力式調節閥及管線（Φ20），見圖1。

圖1 新增管線后的密封油線路

正常運行時，增加密封油壓、調速油壓的調節手段。倒泵時，高出的密封油壓通過新增返回線平衡到調速油管路，解決停泵時，潤滑油壓與調速油壓下降的問題。

（4）將調速油壓跳車聯鎖值由350 kPa提高至480 kPa，解決機組停機，高壓、中壓蒸汽系統及工藝系統出現的連帶問題。

5 結束語

2017年4月后，裝置采取了泵進行擴能、并聯潤滑油泵、在密封油線路上新增加管線和提高油壓跳車聯鎖值4項措施，徹底解決了主泵倒到輔泵時，調速油壓低造成機組跳車。解決了多年來困擾裝置平穩生產的故障。

［1］吳德榮，汪鎮安.化工工藝設計手冊（上冊）［M］.北京：化學工業出版社，2016：936-937.

［2］高峻嶺.103-J合成氣壓縮機危險性分析［J］.安全、健康和環境，2003（3）：35-36.

［3］周建國.電動給水泵倒轉的原因分析及處理［J］.工程技術，2016（11）：272-274.

［4］陳永雄.給水泵倒轉的原因分析及處理［J］.廣東電力，2012，25（12）：115-119.

［5］陳躍明.600 MW機組給水泵小汽輪機潤滑油進水原因分析及處理［J］.上海電力學院學報，2009，25（4）：342-345.

Cause analysis and treatment scheme of switching fault of lubricating oil pump in air compressor

Yan Fenghua
（Chemical Fertilizer Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

During switching of lubricating pump in the synthetic air compressor of a synthetic ammonia plant,speed governing oil pressure was insufficient,compressor shut down,interlock acted.This paper analyzed the causes for the plant shutdown,and proposed treatment scheme combined with the actual operation condition of the plant,the fault phenomenon was eliminated.

synthetic gas compressor;lubricating oil pump;pump switching;tripping

TQ113.25

B

1671-4962（2017）04-0034-02

2017-06-14

閻峰華，男，工程師，2001年畢業于齊齊哈爾大學化學工程與工藝專業，現從事化肥裝置生產管理工作。