(貴州開陽化工有限公司，貴州 貴陽 550306)

貴州開陽化工有限公司500kt/a合成氨裝置于2013年1月建成投產(chǎn)，合成氣壓縮機(jī)采用美國GE公司制造的由蒸汽輪機(jī)拖動(dòng)的三段筒式離心式壓縮機(jī)組，在4年多的運(yùn)行中，曾出現(xiàn)過一次潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水的事故，雖然發(fā)現(xiàn)、處理及時(shí)，未對壓縮機(jī)造成損壞，但也使?jié)櫥褪艿搅宋廴尽?/p>

1 合成氣壓縮機(jī)組

合成氣壓縮機(jī)組為兩缸三段結(jié)構(gòu)，低壓缸為一段，型號為BCL458，高壓缸分為二段和循環(huán)段，背靠背安裝，型號為2BCL459/A，采用蒸汽輪機(jī)拖動(dòng)，汽輪機(jī)型號為SAC1-8，布置在壓縮機(jī)高、低壓缸之間，用膜片聯(lián)軸器直聯(lián)，壓縮機(jī)軸封使用串聯(lián)式干氣密封，汽輪機(jī)軸封使用1.0MPa(g)的過熱蒸汽減壓至0.03MPa(g)進(jìn)行密封，防止高壓缸蒸汽沿軸端向外泄漏及空氣漏入低壓端密封，破壞機(jī)組的真空，密封氣通過軸封抽氣器抽出高點(diǎn)排放，冷凝液低點(diǎn)排放，保持軸封蒸汽系統(tǒng)為真空環(huán)境。機(jī)組設(shè)有獨(dú)立的稀油站，主油箱容積18m3，高位油箱容積4m3，機(jī)組使用L-TSA46#汽輪機(jī)油，總加油量約14t，本箱汽輪機(jī)油已使用1年。

2 潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水的發(fā)現(xiàn)及排查過程

2.1 潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水的發(fā)現(xiàn)過程

壓縮機(jī)組運(yùn)行過程中，中控室操作員發(fā)現(xiàn)合成氣壓縮機(jī)潤滑油箱液位呈慢漲趨勢，在8h時(shí)間里，油箱的有效液位從90%上漲至94%，正常時(shí)液位在90%左右，隨后現(xiàn)場進(jìn)行排查，從油箱玻璃板液位計(jì)可看出液位有明顯上漲，打開油箱底部導(dǎo)淋排放，有大量的游離水存在，以此判斷潤滑油系統(tǒng)已進(jìn)水。

2.2 潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水原因排查過程

結(jié)合潤滑油系統(tǒng)及汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)分析，有兩個(gè)部位潤滑油與水是間接接觸，一個(gè)是潤滑油冷卻器，另一個(gè)部位是汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)。下面就針對這兩個(gè)部位進(jìn)行排查。

(1)油冷卻器排查。潤滑油系統(tǒng)油冷器流程見圖1。從圖中可看出，潤滑油系統(tǒng)設(shè)有2臺油冷卻器，一開一備，油冷器殼程是潤滑油，管程是循環(huán)水，油冷器A運(yùn)行，油冷器B備用，運(yùn)行時(shí)油冷器A管程循環(huán)水壓力為0.5MPa(g)，殼程潤滑油壓力為1.1MPa(g)，所以不存在循環(huán)水進(jìn)入油系統(tǒng)的情況。油冷器B為備用狀態(tài)，潤滑油進(jìn)口及出口閥為兩位三通閥，切換油冷器時(shí)，只需扳動(dòng)切換手柄，進(jìn)出口三通閥就同時(shí)切換開關(guān)位置，運(yùn)行時(shí)需保持油冷器B投用及連通閥V1和排放閥V3打開，使少量潤滑油通過備用油冷器B返回油箱，維持備用油冷器B的油溫及充滿潤滑油，防止切換油冷器時(shí)引起的油壓、油溫波動(dòng)。如果備用油冷器換熱管泄漏，有可能造成循環(huán)水漏入油箱，所以我們將連通閥V1及排放閥V3關(guān)閉，打開油冷器B底部導(dǎo)淋閥進(jìn)行排放，開始時(shí)有少量水排出，但將油排凈后，未發(fā)現(xiàn)有水存在，因此可判定油冷器不存在泄漏。

圖1 潤滑油系統(tǒng)油冷器流程

(2)汽輪機(jī)軸封蒸汽系統(tǒng)排查過程。在排除油冷卻器泄漏后，我們對軸封系統(tǒng)進(jìn)行排查，首先檢查軸封供汽壓力為0.03MPa(g)，供汽正常，檢查軸封蒸汽時(shí)發(fā)現(xiàn)抽汽冷凝器壓力為0.02MPa(g)，按照設(shè)計(jì)要求，該壓力應(yīng)為負(fù)壓。為了防止油箱進(jìn)入空氣污染油質(zhì)和保證回油順暢，所以油箱設(shè)置油煙風(fēng)機(jī)抽出油箱內(nèi)的煙氣，油箱內(nèi)維持微負(fù)壓，如果軸封蒸汽為正壓，軸封蒸汽將會沿著軸竄入軸承室，由此我們判斷是軸封蒸汽漏入油系統(tǒng)。汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)見圖2。

圖2 汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)流程

針對軸封蒸汽壓力高的情況做進(jìn)一步排查，首先是抽汽冷凝器循環(huán)水壓力、溫度正常，抽氣器動(dòng)力蒸汽壓力也正常，但發(fā)現(xiàn)抽汽器后高點(diǎn)排放2沒有蒸汽排出，低點(diǎn)導(dǎo)淋F1閥門處于打開狀態(tài)，但導(dǎo)淋1沒有冷凝水排出，該導(dǎo)淋閥通徑為DN15，懷疑是導(dǎo)淋閥F1堵塞。將F1導(dǎo)淋閥前割斷，有大量的水排出，并發(fā)現(xiàn)閥門被鐵銹堵死，冷凝水排盡后，抽汽冷凝器壓力降至負(fù)壓，高點(diǎn)排放2有蒸汽排出。最終確認(rèn)潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水是因?yàn)檩S封抽汽系統(tǒng)導(dǎo)淋閥F1堵塞，冷凝水排不出去，在排放“U”形管內(nèi)形成水封，造成軸封蒸汽抽不出去，軸封處壓力上漲至正壓，蒸汽沿著軸竄入軸承室而進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)。

3 潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水的危害

3.1 增大轉(zhuǎn)動(dòng)部件的摩擦

潤滑油進(jìn)入機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)部件中，主要依靠的是潤滑油黏度及其在金屬表面間的吸附力所形成的一層油膜，當(dāng)潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水時(shí)，運(yùn)動(dòng)部件上的油膜不易形成，當(dāng)油膜被破壞時(shí)，將產(chǎn)生摩擦，加速零部件老化速度，同時(shí)會產(chǎn)生大量熱，造成機(jī)組軸系的溫度及振動(dòng)值增大，當(dāng)熱量累積時(shí)，會造成溫度過高或振動(dòng)值過大，導(dǎo)致機(jī)組聯(lián)鎖跳車，嚴(yán)重時(shí)對機(jī)組軸系和設(shè)備造成損傷。

3.2 破壞油質(zhì)

當(dāng)潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水時(shí)，會影響潤滑油質(zhì)量，加速潤滑油乳化速度，分解添加劑，油中泡沫增多，加速油品氧化，縮短潤滑油的使用壽命。潤滑油乳化能使調(diào)節(jié)系統(tǒng)中滑閥及套筒等部件產(chǎn)生銹蝕，造成滑閥卡澀，降低了調(diào)節(jié)系統(tǒng)靈敏度，引起機(jī)組超速跳車。同時(shí)，還可能破壞軸承處的油膜，造成軸承和軸頸的磨損。而乳化液沉積于油循環(huán)系統(tǒng)中，妨礙油的循環(huán)，造成供油不足，影響散熱，容易引起軸承燒瓦，有可能發(fā)生嚴(yán)重事故。

3.3 影響設(shè)備運(yùn)行

潤滑油中存在的水分會加快銹蝕與其接觸的機(jī)器部件，造成設(shè)備間摩擦增大，設(shè)備腐蝕后導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)狀況變差，危害整體設(shè)備的安全。

4 潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水的處理及預(yù)防措施

在確認(rèn)潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水后，立即取樣做化驗(yàn)分析，結(jié)果是潤滑油中水分達(dá)156mg/L，超過允許值100mg/L，隨后利用真空濾油機(jī)進(jìn)行除水，一周后取樣化驗(yàn)分析，潤滑油中水分降至56mg/L，在允許范圍內(nèi)。最后取樣請專業(yè)潤滑油質(zhì)化驗(yàn)單位進(jìn)行全面分析，從主要分析數(shù)據(jù)及化驗(yàn)單位提供的潤滑油狀態(tài)說明來看(見表1)，潤滑油底部有肉眼可見的沉淀物，酚類抗氧化劑嚴(yán)重偏低，表明油中抗氧化劑消耗較多，污染度等級偏高，油質(zhì)已遭到破壞，如果長期使用，會影響壓縮機(jī)安全運(yùn)行，所以我們立即采購潤滑油進(jìn)行更換。

表1 潤滑油主要理化指標(biāo)分析數(shù)據(jù)表

為了避免以后出現(xiàn)同樣的潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水事故，我們通過對合成氣壓縮機(jī)系統(tǒng)開、停車過程及運(yùn)行狀況進(jìn)行認(rèn)真梳理，提出了以下預(yù)防措施。

4.1 壓縮機(jī)正常運(yùn)行過程中

(1)控制室操作員認(rèn)真監(jiān)控潤滑油箱液位，出現(xiàn)上漲時(shí)立即進(jìn)行排查。

(2)由于圖2中低點(diǎn)導(dǎo)淋閥F1尺寸小，通徑只有DN15，容易被銹渣堵塞，所以去掉該閥門，并要求崗位操作人員在巡檢時(shí)注意觀察導(dǎo)淋1排水情況及高點(diǎn)放空2的排放情況。

(3)保證軸封系統(tǒng)抽氣器、水冷器正常運(yùn)行，維持軸封壓力為負(fù)壓。

(4)保持潤滑油箱油煙風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行，維持油箱微負(fù)壓環(huán)境。

(5)每3個(gè)月取潤滑油樣做一次全面的油質(zhì)分析，隨時(shí)掌握油質(zhì)情況。

(6)定期檢查備用油冷器是否泄漏。

4.2 壓縮機(jī)開車過程中

壓縮機(jī)啟動(dòng)前，投用軸封蒸汽時(shí)，必須先啟動(dòng)軸封抽氣器，將軸封系統(tǒng)抽為真空，然后打開軸封主蒸汽進(jìn)口閥門建立軸封系統(tǒng)，防止軸封蒸汽壓力過高而竄入潤滑油系統(tǒng)。

4.3 壓縮機(jī)停車過程中

(1)壓縮機(jī)停車后，停軸封蒸汽時(shí)，必須先關(guān)閉軸封主蒸汽進(jìn)口閥門，再停軸封抽汽器。

(2)在長期停車時(shí)，必須保證軸封蒸汽主閥處于關(guān)閉，且閥門不內(nèi)漏。

5 結(jié)語

合成氣壓縮機(jī)是合成氨生產(chǎn)的核心設(shè)備，而潤滑油對于壓縮機(jī)來說，就像人體內(nèi)的血液一樣重要，潤滑油一旦遭到破壞，將無法保證壓縮機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行，在這次潤滑油系統(tǒng)進(jìn)水后，我們以最快的速度更換了新油，并制定有效的預(yù)防措施，運(yùn)行至今一年多來，再未出現(xiàn)油系統(tǒng)進(jìn)水事故，確保了壓縮機(jī)安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

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