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压缩机润滑油温度波动原因探析

   河南能源化工集团中原大化公司(简称中原大化)的合成氨装置采用英国帝国化学公司的ICI-AMV工艺,是我国从英国ICI和西德UHDE公司联合引进的以天然气为原料、采用AMV生产工艺、年产30万吨合成氨的大型装置。装置的天然气压缩机01K001(也称原料气压缩机)是合成氨生产的关键设备。在实际运行中经常遇到润滑油温度波动的情况,润滑油温度波动严重影响压缩机的安全稳定运行,我们采取了一系列措施,调整稳定润滑油温度。
 
  1、天然气压缩机01K001的基本参数、工艺流程
 
  1.1 天然压缩机01K001选型及设备参数
 
  压缩机润滑油温度波动原因探析
 
  1.2 天然气压缩机流程
 
  天然气压缩机的主要任务是把从界区外送来的2.25bar、30℃天然气加压到52.5bar,然后与来自合成系统的少量富氢气混合(混合气中含有2-5%的氢)送往脱硫工序。由于进入压缩机的压强只有2.25bar,要压缩到52.5bar,则需低压和高压两个缸。
 
  天然气进入低压缸2MCL528是分二段压缩的,第一段排出的气体压强为6.07bar、温度为121℃,经中冷器01E003和液气分离器01F003,进行冷却并除去液滴后,温度下降到42℃、压强为5.83bar;再进入低压缸第二段压缩,排出低压缸的气体参数为14.33bar、126℃,经中冷器01E005和液气分离器01F005后,以13.9bar、42℃的入口条件进入高压缸2BCL358压缩。高压缸也分为二段,从高压缸第一段排出的气体压强为27.78bar、温度为107℃,这时一部分天然气(1800Nm3/h)送入燃气轮机燃烧室作燃料燃烧,其余大部分气体经过冷凝器01E006和液气分离器01F006后,再进入高压缸的第二段压缩至压强为52.5bar、温度为114℃排出,经原料气预热器后送往脱硫工序。
 
  2、天然气压缩机01K001的润滑油系统
 
  2.1 天然气压缩机01K001的润滑油系统流程
 
  天然气压缩机01K001的润滑油系统是单独、自循环的油系统。润滑油加入油箱01K001D01中,经两台即可互为备用、又可同时运行的润滑油泵01K001P01/P02加压至20bar,至两个即可互为备用、又可同时运行的水冷式油冷器01K001E01 /E02后进入润滑油过滤器,经过滤后进入压缩机需润滑部位,最后回流至油箱。油冷器旁路上设有自动调节阀TICAHL01011,通过调节阀门开度调节控制润滑油温度TICAHL01011。
 
  2.2 存在问题
 
  在实际运行中,天然气压缩机01K001的润滑油温度TICAHL01011波动较大。采取了一系列措施,尽可能的稳定润滑油上油温度。
 
  3、润滑油温度波动对压缩机的影响
 
  对于大型离心式压缩机而言,其润滑油的温度对压缩机的能耗及安全运行影响极大。润滑油温度波动对压缩机的影响:轴承润滑不够或不适当,或油膜不稳定,造成压缩机不正常振动或声音异常。
 
  润滑油的作用是:对压缩机的轴承起润滑作用,减少摩擦力,同时将摩擦产生的热量带走,冷却轴承。油温高会使冷却轴承的效果不好,造成轴承温度升高;此外,油温升高还会使润滑油的黏度下降,容易引起局部油膜破坏,润滑失效,降低轴承的承载能力,甚至发生润滑油碳化而烧瓦。油温过低,会使油的黏度增加,从而使油膜润滑摩擦力增大,轴承耗功率增加。此外,还会使油膜变厚,产生因油膜振动引起的机器振动。因此,润滑油上油温度控制在35℃~60℃之间。油温的调节可以通过加热器及冷却器旁路或者调整冷却水流量来实现。油温过低时,可启动油加热器,调小甚至关闭冷却水;油温过高时,可以开大冷却水量。如果仍然不见效,应检查冷却器是否脏污或堵塞、轴承是否损坏。
 
  4、润滑油波动的发现
 
  例行检查时发现压缩机的轴承温度、轴向位移出现有规律的 “正弦波”形式波动,轴承回油温度波动7℃、轴向位移波动0.1mm左右,严重威胁压缩机安全运行。
 
  5、润滑油波动的处理措施
 
  5.1 调节油冷器循环冷却水量:关小油冷器出口阀门,波动频次减少。
 
  5.2 将TICAHL01011置手动操作,基本是一条直线。
 
  5.3 调整控制润滑油温度调节阀TICAHL01011
 
  仪表检查、调整、修改润滑油温度调节阀TICAHL01011的P、I、D参数。使之能够排除干扰,快速、线性调节阀门开度以尽快达到设定温度值,效果是有,但还是是不是出现“正弦波”。
 
  5.4 在出现“正弦波”时,现场检查发现“热油”、“凉油”混合三通后,TICAHL01011测温点处,油管外壁上下温度有差异。
 
  5.5 根据上面做的一系列工作判断出TICAHL01011波动是由于该温度控制阀门的测量点距离混合三通太近,造成检测到的油温是“热油”、“凉油”尚未充分混合的温度,进而使温度控制阀门忽开、忽关至一个平衡点,“正弦波”形式波动才消失。
 
  6、将测温点后移50mm,再未出现“正弦波”形式波动。
 
  作者简介
  朱新德,男,53岁,高级技师,从事大机组技术管理工作多年。现为河南能源中原大化公司技术创新中心高级主管。
压缩机润滑油温度波动原因探析
 

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