技术
TECHNIQUE

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

   1.前言
 
  中海油东方石化苯乙烯乙苯脱氢装置,采用4M16-60.6/0.4-27.3型氢气增压机,由温州固耐重工(苏州)有限公司制造,为四列对称平衡M型往复式压缩机。该往复式压缩机用于把压力为0.038-0.048MPa的氢气经过四级压缩到2.73MPa,压缩机的名义活塞力160kN,一级入口容积流量为60.6m3/min。
 
  该往复式压缩机的气缸与活塞环,支撑环之间,填料函密封环与活塞杆之间采用无油润滑。压缩机的活塞环、支撑环及填料函的密封环材质为聚四氟乙烯填充石墨,具有良好的自润滑性能。本机运动机构为有油润滑,曲柄连杆机构采用油润滑,润滑油牌号为L-DAB68#长城空气压缩机油。机组配置有独立润滑油站,且主机带有轴头齿轮泵,开机前油站辅油泵启动,待主机启动油压达到规定值时,辅油泵自动停运。循环润滑油经曲轴箱进入油冷器,油过滤器,经管路及内部通道进入各润滑点,润滑油在各级十字头滑履一侧设置了刮油器,将活塞杆圆柱面带上的润滑油刮除,由刮油器组件的回油孔流到刮油器座下回油孔返回到曲轴箱。
 
  2.存在现象
 
  该往复式压缩机自投用之后,压缩机刮油器组件刮油效果不佳,漏油情况严重,活塞杆带油严重,由此造成多方面影响:
 
  ⑴该往复机填料密封为无油润滑密封,泄漏的润滑油由活塞杆带至填料密封环处,粘附在密封环上,积碳严重,使密封环贴合紧密,轴向无法自由活动,填料密封环加剧磨损。填料密封的频繁泄漏,不但影响了压缩机的正常运行,使维修次数增加,成本增加,如图1所示。
 
往复式压缩机刮油器漏油分析及改造
 
  ⑵机组循环润滑油泄漏,不但增加了润滑油的消耗量,成本上升,也增加了定期加油工作,如图2所示。
 
往复式压缩机刮油器漏油分析及改造
 
  3.刮油器漏油原因分析
 
  刮油器组件刮油环刮油效果不良,导致漏油的主要原因有以下几点:
 
  ⑴压缩机活塞杆圆柱面粗糙度达不到要求;
 
  ⑵十字头运动带来润滑油的飞溅方向设置有问题,朝向了回油孔;
 
  ⑶刮油器刮油环刃口加工质量不行,刃口环线不完整,内环面与活塞杆接触面不够,润滑油顺着磨损部位漏出;
 
  ⑷活塞杆在刮油环位置的径向跳动值过大;
 
  ⑸刮油器组件里刮油环在刮油盒里的轴向间隙不合适;
 
  ⑹刮油环成对组合定位销位置不对,导致两环配对后开口方向一致;
 
  ⑺刮油器回油孔设计不合理造成回油不畅;
 
  结合现场对各个可能会造成漏油的原因进行梳理:
 
  ⑴检查活塞杆圆柱面粗糙度问题,本机活塞杆表面有陶瓷涂层,检查未发现划痕及凹坑,不是漏油原因。
 
  ⑵检查十字头运动带来润滑油的飞溅方向未朝向刮油器回油孔位置,不是漏油原因。
 
  ⑶检查刮油器刮油环刃口加工质量,刮油环刃口环线完整,经涂色研磨检查,刃口完好,环面接触超过95%,不是漏油原因。
 
  ⑷检查活塞杆的跳动,盘车检查刮油器部位活塞杆水平与垂直跳动,各级活塞杆径向圆跳动均在0.05mm以下,不是漏油原因。
 
  ⑸检查测量刮油环在刮油环盒的轴向间隙,为0.15mm,符合技术要求,不是漏油原因。
 
  ⑹检查刮油环成对组合的定位销位置,发现其中一组刮油环定位销位置不对,开口位置基本重合,不能使成对刮油环开口位置错开30°,达不到技术要求,是漏油的原因之一。
 
  ⑺检查刮油器回油孔,发现回油孔为一直径10mm的孔,活塞杆直径80mm,机组转速298转/分,活塞冲程320mm,各项数据表明此回油孔不能满足正常回油量,回油孔径太小,刮油环刮下的油来不及回到曲轴箱,刮油盒里充满了积油,此时的刮油环在活塞杆的带动下不停的将润滑油拍打挤出刮油盒外,是造成刮油器组件刮油失效,导致漏油的最重要原因。
 
  4.采取措施
 
  (1)将成对刮油环组进行开口定位销孔位置重新布置钻孔,使两配对刮油环的开口位置延活塞杆轴向完全错开,达到技术要求规定的30°,切断漏油通道。
 
  (2)对刮油器座回油孔进行改造加大:分析刮油器座本身不承载,尽可能加大回油通道截面积,在刮油器座的回油孔处,使之与在刮油器回油孔对应位置,如图3所示,利用电钻钻排孔,角磨机、直磨机将回油改为矩形槽,回油通道截面积是原来的8倍。如图4所示为刮油器组件图。
 
往复式压缩机刮油器漏油分析及改造
往复式压缩机刮油器漏油分析及改造
 
  刮油器座回油孔现场改造图示:
 
  对于刮油器组件的回油孔采用铣床加工:在刮油器组件上原有的10mm直径的孔使用铣床将其铣削加宽,铣削扩大回油流道截面积,形成40mm宽的回油流道槽。改造效果前后见下图:
 
往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造

往复式压缩机刮油器漏油分析及改造





 
  刮油器组件回油孔及刮油器座回油孔改造后装配效果图:
 
  5.改造后的运行效果
 
  经过运行2个月,正常切机,拆开中体侧封盖检查中体腔体,没有发现积油现象,填料函法兰处没有油泥及积碳产生,曲轴箱油位也保持稳定。在累计运行一年后,刮油效果非常好,彻底解决了一月一检修的恶性循环,润滑油也不再每天补加。
 
  参考文献
  [1] 4M16-60.6/0.4-27.3安装使用说明书-温州固耐有限公司
  [2] 活塞式压缩机检修规程(SHS 01020-2009)
  [3] API 618-1995石油石化和天然气工业的往复式压缩机
  [4] GB 50275-2010 风机、压缩机、泵安装工程施工及验收规范
  [5] JBT 9105-2013 大型往复活塞压缩机技术条件
 

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