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(中國(guó)石油 克拉瑪依石化有限責(zé)任公司， 新疆 克拉瑪依 834000)

某石化公司120萬(wàn)t/a柴油加氫改質(zhì)裝置由中國(guó)石化工程建設(shè)公司北京設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，中油第七建筑公司承建，于2011-04開(kāi)始建設(shè)，2011-11交付使用。120萬(wàn)t/a柴油加氫改質(zhì)裝置以公司焦化裝置柴油、催化柴油、I套蒸餾柴油和部分抽出油為原料，生產(chǎn)出低硫及高十六烷值的優(yōu)質(zhì)柴油、航空煤油、重石腦油以及輕石腦油，從而使全廠的調(diào)和柴油達(dá)到歐Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)副產(chǎn)液化氣及燃料氣等。

1 2臺(tái)往復(fù)式新氫壓縮機(jī)簡(jiǎn)介

2臺(tái)往復(fù)式新氫壓縮機(jī)型號(hào)均為D-34.66/19-132(J3D100E)，結(jié)構(gòu)形式為3列對(duì)置平衡固定式水冷機(jī)組，采用3列3級(jí)壓縮，1～3級(jí)的吸氣壓力分別為1.98 MPa、3.94 MPa、7.42 MPa，1～3級(jí)的排氣壓力分別為4.06 MPa、7.65 MPa、13.20 MPa，工作介質(zhì)為氫氣，排氣量(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)3.4萬(wàn) m3/h。

2 高壓電機(jī)故障概況及分析

2.1 故障概況

2014-11～2015-04，K-3101/B壓縮機(jī)高壓電機(jī)發(fā)生了5次軸瓦燒毀事故，統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 新氫壓縮機(jī)K-3101/B高壓電機(jī)軸瓦故障及維修統(tǒng)計(jì)

2.2 故障過(guò)程及處理

以2015-04電機(jī)軸瓦燒毀為例進(jìn)行分析。

2015-04-13 T16：50,新氫壓縮機(jī)K-3101/A切換至K-3101/B時(shí)，在T02：00左右K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)軸承溫度升高至65 ℃，T03：35 電機(jī)軸承溫度開(kāi)始快速上升，T03：37該點(diǎn)溫度80 ℃高報(bào)報(bào)警，T03：38此點(diǎn)溫度高于聯(lián)鎖值85 ℃，新氫壓縮機(jī)聯(lián)鎖停機(jī)，造成新氫中斷，裝置出現(xiàn)波動(dòng)。停機(jī)后，對(duì)K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)軸瓦進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)底部軸瓦燒損，巴氏合金脫落，潤(rùn)滑油發(fā)黑，電機(jī)軸上有輕微坑點(diǎn)。

2.2.1第1次軸瓦檢查修復(fù)

2015-04-14～04-17，對(duì)燒毀軸瓦進(jìn)行檢查并進(jìn)行了維修刮研。①拆飛輪對(duì)中，復(fù)查磁力線中心，檢查結(jié)果正常。②清理前軸瓦軸承箱，更換軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油。③維修完畢后，2015-04-20對(duì)K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)空負(fù)荷試運(yùn)2 h后100%負(fù)荷試運(yùn)，運(yùn)行3 h后K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)前端軸瓦溫度高聯(lián)鎖停機(jī)，聯(lián)鎖停機(jī)溫度變化趨勢(shì)見(jiàn)圖1。

圖1 第1次試機(jī)過(guò)程軸瓦溫度變化趨勢(shì)

2.2.2第2次軸瓦檢查修復(fù)

2015-04-20～04-22，對(duì)燒損的主電機(jī)前軸瓦進(jìn)行了維修刮研并且清理前軸瓦軸承箱，同時(shí)將軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油更換為L(zhǎng)-DAB68號(hào)空氣壓縮機(jī)用油(油中添加適量抗磨劑)。維修完畢之后，2015-04-22再次試機(jī)，K-3101/B電機(jī)負(fù)荷100%，試運(yùn)2 h之后電機(jī)前端軸瓦溫度陡增(圖2)，隨即緊急切換壓縮機(jī)機(jī)組。

其實(shí)這種說(shuō)法并沒(méi)有錯(cuò)，人生在世，誰(shuí)還沒(méi)有些手段伎倆。錢(qián)是個(gè)好東西，沒(méi)有人會(huì)拒絕。如果誰(shuí)說(shuō)不喜歡錢(qián)，從內(nèi)心鄙視錢(qián)，那么，其他人大可以跑到警察局報(bào)警立案，告他虛偽，玷污了廣大人民純潔的心靈。愛(ài)錢(qián)，才是純潔的。

圖2 第2次試機(jī)過(guò)程軸瓦溫度變化趨勢(shì)

2.2.3第3次軸瓦檢查修復(fù)

2015-04-22拆檢K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)前端軸瓦進(jìn)行刮瓦修復(fù)，將前、后軸承箱內(nèi)潤(rùn)滑油更換為L(zhǎng)-DAB68號(hào)空氣壓縮機(jī)用油(油中添加適量抗磨劑)。維修完畢后，2015-04-23對(duì)K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)空負(fù)荷試運(yùn)，11 h后電機(jī)前端軸瓦溫度陡增(圖3)，緊急切換機(jī)組。

圖3 第3次試機(jī)過(guò)程軸瓦溫度變化趨勢(shì)

2.2.4第4次更換新軸瓦

2015-04-24，將該前軸瓦更換為新軸瓦，并對(duì)新軸瓦油舌部位進(jìn)行刮研。更換完畢后，2015-04-25對(duì)K-3101/B壓縮機(jī)電機(jī)空負(fù)荷試運(yùn)15 h，該點(diǎn)溫度穩(wěn)定后停機(jī)，為帶負(fù)荷開(kāi)機(jī)做準(zhǔn)備。2015-04-26，在K3101/B壓縮機(jī)負(fù)荷100%、K3101/A壓縮機(jī)負(fù)荷60%的情況下試運(yùn)24 h后，切換到B機(jī)，軸瓦溫度運(yùn)行正常，溫度穩(wěn)定趨勢(shì)見(jiàn)圖4。

圖4 第4次試機(jī)過(guò)程軸瓦溫度變化趨勢(shì)

2.3 故障原因分析[2-8]

K-3101/A、B壓縮機(jī)的電機(jī)啟機(jī)過(guò)程中，啟動(dòng)時(shí)由于轉(zhuǎn)速較低在轉(zhuǎn)軸與軸瓦之間無(wú)法形成有效的油膜，導(dǎo)致剛啟機(jī)時(shí)轉(zhuǎn)軸與軸瓦表面干摩擦將瓦面研傷。隨著時(shí)間的推移，這種損傷逐漸擴(kuò)大，導(dǎo)致軸瓦溫度逐漸升高。當(dāng)軸瓦表面研傷到一定程度時(shí)，軸瓦溫度突然上升至聯(lián)鎖停機(jī)溫度，機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)，軸瓦表面燒損，巴氏合金損壞。

電機(jī)軸瓦設(shè)計(jì)負(fù)荷承載余量太小，抗負(fù)荷波動(dòng)能力差，機(jī)組本身負(fù)荷較大。

軸瓦與軸的設(shè)計(jì)接觸面偏小，軸瓦局部承載力過(guò)大，加之軸瓦材質(zhì)偏軟，負(fù)荷稍微波動(dòng)軸瓦就易磨損超溫。

3 技術(shù)創(chuàng)新改造方案[9-12]

分析并確認(rèn)軸瓦燒毀機(jī)理后，圍繞如何在啟機(jī)前低轉(zhuǎn)速時(shí)能夠在軸瓦和轉(zhuǎn)軸之間盡可能形成油膜的原理對(duì)軸瓦展開(kāi)改造。

3.1 第1次改造方案

在軸瓦甩油環(huán)上間隔均勻的距離開(kāi)一些帶凹面的小孔(小孔深度不能穿透甩油環(huán)壁厚)，以便可以儲(chǔ)存定量的潤(rùn)滑油。使其在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能盡可能多地將油池里的潤(rùn)滑油和小孔內(nèi)儲(chǔ)存的潤(rùn)滑油帶入軸瓦底部形成油膜，同時(shí)要求每次啟機(jī)前機(jī)組盤(pán)車不少于3圈，盤(pán)車的同時(shí)打開(kāi)電機(jī)軸瓦視窗往甩油環(huán)上人工澆油，確保甩油環(huán)上的油在啟機(jī)前能被帶入軸瓦底部。

此次改進(jìn)方案臨時(shí)解決了軸瓦燒毀的問(wèn)題，確保機(jī)組可以正常運(yùn)行，但每次開(kāi)機(jī)前均需要進(jìn)行人工長(zhǎng)時(shí)間的盤(pán)車和打開(kāi)軸瓦視窗人工往甩油環(huán)上澆油，且澆油次數(shù)多了軸承箱內(nèi)油位容易過(guò)高，又需要放油操作，給現(xiàn)場(chǎng)操作人員帶來(lái)很大的勞動(dòng)強(qiáng)度，不適合長(zhǎng)期使用。為此，迫切需要研發(fā)一種更具可操作性、簡(jiǎn)單方便高效的技術(shù)改進(jìn)代替方案。

K-3101/A、B壓縮機(jī)組高壓電機(jī)按此次技術(shù)改造方案運(yùn)行1 a后，采用一種高壓頂油裝置的技術(shù)創(chuàng)新方案代替了該方案，有效地解決了這一難題。

3.2 第2次改造方案

3.2.1設(shè)置一種高壓頂油裝置

高壓頂油裝置由吸油管、供油管、高壓油泵、高壓過(guò)濾器及節(jié)流閥組成，吸油管與供油管之間順序連接有高壓油泵、高壓過(guò)濾器以及節(jié)流閥，供油管的供油末端連接有軟管，結(jié)構(gòu)示圖見(jiàn)圖5。

圖5 高壓頂油裝置結(jié)構(gòu)示圖

高壓頂油裝置啟用：在電機(jī)啟機(jī)前,開(kāi)啟本高壓頂油裝置系統(tǒng),電機(jī)盤(pán)車,啟動(dòng)電機(jī),電機(jī)達(dá)到額定轉(zhuǎn)速后10 min關(guān)閉高壓頂油系統(tǒng)。采用此技術(shù)創(chuàng)新改造后，操作人員開(kāi)機(jī)前只需要在現(xiàn)場(chǎng)啟停一次高壓頂油裝置即可代替前期技術(shù)改造方案的人工拆軸瓦視窗、人工澆油和人工放油操作，非常簡(jiǎn)單方便高效[13-15]。

3.2.2原軸瓦設(shè)計(jì)改進(jìn)

為了能夠順利地實(shí)施技術(shù)創(chuàng)新改造，對(duì)原軸瓦進(jìn)行了技術(shù)改造，見(jiàn)圖6。

圖6 軸瓦改進(jìn)結(jié)構(gòu)示圖

在原軸瓦本體底部開(kāi)設(shè)一注油孔，并且在注油孔里安裝1個(gè)第2單向閥。通過(guò)在軸瓦本體上設(shè)置注油孔，將高壓頂油裝置的軟管與注油孔配合設(shè)置，開(kāi)啟高壓頂油裝置之后可以將油輸送至注油孔處。由于油具有高壓，高壓油能從軸頸下方的軸瓦送入，將軸頸浮起0.06 mm以上并且形成2.5～3.5 MPa油膜壓力并使軸頸與軸瓦之間強(qiáng)制形成一定厚度的油膜，解決轉(zhuǎn)子最初轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸頸與軸瓦無(wú)法形成油膜、造成軸瓦燒毀的問(wèn)題，消除了轉(zhuǎn)子與軸瓦的干摩擦。注油孔內(nèi)的第2單向閥可以防止軸瓦本體底部?jī)?nèi)的油從注油孔中泄出，確保高壓油泵停用后軸瓦依靠自身甩油環(huán)也能形成有效的油膜。

4 結(jié)語(yǔ)

對(duì)K-3101/A、B機(jī)組采用文中兩項(xiàng)技術(shù)實(shí)施改造后，有效地保護(hù)了大功率高壓電機(jī)滑動(dòng)軸承，保證了電機(jī)在啟動(dòng)與停機(jī)過(guò)程中不被干研燒毀，高壓油能夠從軸承的下瓦底部送入，將轉(zhuǎn)軸浮起0.06 mm以上，且形成2.5～3.5 MPa油膜壓力并使軸頸與軸瓦之間強(qiáng)制形成一定厚度的油膜，解決了轉(zhuǎn)子最初轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)軸頸與軸瓦無(wú)法形成油膜、造成軸瓦燒毀的問(wèn)題，消除了軸勁與軸瓦的干摩擦，從本質(zhì)上保護(hù)了軸瓦。

此項(xiàng)改造技術(shù)已經(jīng)于2017-10-23申請(qǐng)了專利，并且在我公司大功率高壓電機(jī)上首次創(chuàng)新應(yīng)用，成功解決了3 150 kW、6 000 V的高壓大電機(jī)軸瓦頻繁燒毀的問(wèn)題。改造之后的大機(jī)組高壓電機(jī)已經(jīng)連續(xù)安穩(wěn)運(yùn)行8 000 h無(wú)類似事故出現(xiàn)，其經(jīng)驗(yàn)可為同行業(yè)處理類似大功率高壓電機(jī)軸瓦問(wèn)題提供借鑒和參考。