欒世航

（江蘇斯?fàn)柊钍邢薰?，江蘇 連云港 222000）

1 機(jī)組描述

某石化有限公司10萬t/a釜式法EVA裝置，采用Basell工藝，于2017年5月投產(chǎn)。K8二次壓縮機(jī)是該裝置最核心的設(shè)備，其作用是輸送并壓縮乙烯和VA氣體，它的穩(wěn)定運(yùn)行是整個(gè)EVA裝置長周期安全、穩(wěn)定生產(chǎn)的關(guān)鍵。該套EVA裝置生產(chǎn)至今，多次出現(xiàn)冷卻沖洗油粘度升高的現(xiàn)象，導(dǎo)致柱塞溫度居高不下，嚴(yán)重影響裝置的長周期穩(wěn)定生產(chǎn)。為保證壓縮機(jī)正常運(yùn)行，只能通過潤滑油的置換來延長裝置運(yùn)行時(shí)間，造成極大的成本損失。通過對壓縮機(jī)潤滑油系統(tǒng)的原理與結(jié)構(gòu)進(jìn)行針對性分析，從而判斷導(dǎo)致冷卻沖洗油粘度升高的原因，并做出應(yīng)對措施，以達(dá)到裝置長周期生產(chǎn)目的。

2 潤滑油系統(tǒng)基本描述

K8二次壓縮機(jī)有3套獨(dú)立的潤滑油系統(tǒng)，分別為氣缸潤滑油系統(tǒng)、曲軸箱潤滑油系統(tǒng)和冷卻沖洗油系統(tǒng)。

2.1 氣缸潤滑油

氣缸潤滑油使用的是TOTAL ORITES TW 220K，作用是在柱塞和高壓填料之間形成油膜，潤滑柱塞，降低柱塞溫度，并沖刷高壓填料間因壓縮機(jī)內(nèi)部高壓聚合而產(chǎn)生的微量自聚物。氣缸潤滑油由罐區(qū)的油罐輸送至壓縮機(jī)附近的油箱，通過高壓油泵注入壓縮機(jī)氣缸內(nèi)，與工藝氣體直接接觸，是消耗油。

2.2 曲軸箱潤滑油

曲軸箱潤滑油使用的是SHELL Morlina S2 B 150，作用是潤滑曲軸箱組件，如曲軸、連桿、十字頭框架及滑靴、軸承等。曲軸箱潤滑油有一套獨(dú)立的潤滑油站，是閉路循環(huán)油。

2.3 冷卻沖洗油

冷卻沖洗油使用的是SHELL Ondine 100，作用是冷卻、沖洗和潤滑高壓填料函、低壓填料和彈性導(dǎo)桿，并潤滑低壓填料和彈性導(dǎo)桿的潤滑油。冷卻沖洗油有一套獨(dú)立的潤滑油站，是閉路循環(huán)油，由于潤滑低壓填料時(shí)會(huì)有少量隨低壓泄漏氣排出，存在一定的消耗。冷卻沖洗油黏度升高后，流動(dòng)性變差，冷卻效果不好，無法及時(shí)撤走高壓填料的熱量，會(huì)導(dǎo)致柱塞溫度升高，影響長周期穩(wěn)定運(yùn)行。

3 冷卻沖洗油黏度異常變化的原因分析

三套潤滑油系統(tǒng)相互獨(dú)立，但如果互相之間密封失效，潤滑油從密封處泄漏，就會(huì)出現(xiàn)各系統(tǒng)間竄油的情況。冷卻沖洗油使用的是SHELL Ondine 100，運(yùn)動(dòng)黏度（40℃）為100mm2/s；曲軸箱潤滑油運(yùn)動(dòng)粘度（40℃）為150mm2/s；氣缸潤滑油黏度為（40℃）220mm2/s。通過潤滑油運(yùn)動(dòng)黏度來看，不管是曲軸箱潤滑油，還是氣缸潤滑油，竄入冷卻沖洗油系統(tǒng)都會(huì)導(dǎo)致冷卻沖洗油黏度變高，那么通過各系統(tǒng)間的結(jié)構(gòu)來分析竄油的可能，并對竄油的條件進(jìn)行針對性剖析，才能得到專項(xiàng)應(yīng)對方案，消除或減少竄油情況。為能觀察到冷卻沖洗油的黏度變化，需要定期對其進(jìn)行取樣分析，才能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理。

3.1 冷卻沖洗油竄油的可能

如圖1所示，曲軸箱和中體間有兩道油封，分別封住曲軸箱潤滑油和中體部分的冷卻沖洗油，兩道油封的底部有泄漏孔，泄漏孔底部連接軟管排入廢油桶。如發(fā)生油封泄漏的情況，潤滑油會(huì)從泄漏孔排出，故曲軸箱潤滑油和冷卻沖洗油之間的潤滑油發(fā)生竄油的可能極小。如果油封嚴(yán)重磨損或裝反，潤滑油還是有可能附著在彈性導(dǎo)桿上以油膜的形式發(fā)生互竄，如冷卻沖洗油竄入曲軸箱潤滑油，會(huì)嚴(yán)重影響曲軸箱運(yùn)動(dòng)部件的潤滑質(zhì)量，同時(shí)，曲軸箱潤滑油液位會(huì)升高，此時(shí)需要對曲軸箱潤滑油進(jìn)行取樣分析，判斷潤滑油各項(xiàng)分析指標(biāo)是否正常。但從油封結(jié)構(gòu)上可以判斷，如油封嚴(yán)重泄漏或裝反，而此時(shí)的泄漏油量會(huì)比平時(shí)明顯增加，且遠(yuǎn)多于進(jìn)入曲軸箱的潤滑油量，所以做好泄漏油量的巡檢可以避免曲軸箱和中體間竄油的問題。而且可以在每個(gè)缸分別對應(yīng)的泄漏孔出口增設(shè)取樣閥，根據(jù)泄漏孔排出廢油的油量，判斷對應(yīng)兩道油封的泄漏情況，如某個(gè)缸的泄漏孔的廢油量明顯多于其他缸，證明其油封失效，需要安排檢修計(jì)劃更換油封。

圖1 壓縮機(jī)剖面示意圖

冷卻沖洗油主要分布在中體和氣缸，氣缸潤滑油主要潤滑氣缸和柱塞，由于氣缸潤滑油壓力遠(yuǎn)高于冷卻沖洗油的壓力，不存在冷卻沖洗油竄入氣缸潤滑油的可能。反之，氣缸潤滑油有可能竄入冷卻沖洗油。所以，當(dāng)冷卻沖洗油粘度升高時(shí)，基本意味著氣缸潤滑油進(jìn)入冷卻沖洗油系統(tǒng)。

如圖2所示，氣缸潤滑油通過單向閥注入高壓填料的填料函中，潤滑填料和柱塞，并隨工藝氣體進(jìn)入下游反應(yīng)單元，一部分隨高壓泄漏氣排出氣缸，另有少量進(jìn)入低壓填料隨低壓泄漏氣排出氣缸。冷卻沖洗油從低壓填料底部和高壓填料底部分別進(jìn)入低壓填料和高壓填料，從頂部排出，循環(huán)至冷卻沖洗油系統(tǒng)內(nèi)；一部分冷卻沖洗油在低壓填料中從泄漏油孔返回中體，另有少量隨低壓泄漏氣排出氣缸。

圖2 冷卻沖洗油、氣缸潤滑油、泄漏氣的分布

3.2 低壓填料冷卻沖洗油竄油的具體分析

如圖3所示，冷卻沖洗油從冷卻沖洗油入口（D）進(jìn)入，經(jīng)過低壓填料函內(nèi)的流道，潤滑低壓填料組件，從冷卻沖洗油出口（F）排出。其中低壓填料組件間的少量潤滑油，有一部分從泄漏孔（H）排至中體段，另一部分在柱塞和低壓填料表面從低壓泄漏氣出口（G）排出壓縮機(jī)機(jī)體。

當(dāng)?shù)蛪禾盍系模–）段刮油環(huán)和密封組件發(fā)生磨損時(shí)，（C）段填料的密封性能下降，工藝氣體進(jìn)入低壓填料的量增加，即低壓泄漏氣（G）泄漏量增加，同時(shí)，氣缸潤滑油的量隨低壓泄漏氣進(jìn)入低壓填料的量增加，并隨著低壓泄漏氣（G）泄漏至氣缸外。當(dāng)?shù)蛪禾盍系模˙）段密封組件發(fā)生磨損時(shí)，雖然大部分氣缸潤滑油已經(jīng)隨低壓泄漏氣泄漏至氣缸外，但仍有未隨低壓泄漏氣泄漏至氣缸外的部分，被冷卻沖洗油（D）帶出低壓填料，從出口（F）返回到冷卻沖洗油油箱，另一部分在低壓填料間與低壓填料混合從（H）口排至中體。

A 中體側(cè)低壓填料函段 E 高壓泄漏氣出口 B 中間低壓填料函段 F冷卻沖洗油出口 C 氣缸側(cè)低壓填料函段 G 低壓泄漏氣出口 D 冷卻沖洗油入口 H 泄漏油出口

如把（H）泄漏油孔堵死，此時(shí)，本該從（H）口排出的填料間的氣缸潤滑油和冷卻沖洗油混合體，會(huì)有一部分被冷卻沖洗油順著流道帶走從F口排出，但還有一部分會(huì)順著低壓泄漏氣（G）排出壓縮機(jī)。即從（G）口排出壓縮機(jī)機(jī)體的氣缸潤滑油量增加，被冷卻沖洗油從（F）返回冷卻沖洗油系統(tǒng)的氣缸潤滑油量相對減少。故當(dāng)出現(xiàn)潤滑油黏度升高的預(yù)兆時(shí)，又無法及時(shí)更換填料時(shí)，可以將（H）口堵死，這樣帶來的影響是，冷卻沖洗油從（G）口排出的量也會(huì)隨之增加，導(dǎo)致冷卻沖洗油的消耗量變大。

4 冷卻沖洗油竄油的現(xiàn)象和應(yīng)對措施

冷卻沖洗油竄油的現(xiàn)象：

（1）冷卻沖洗油箱油位在未補(bǔ)油的情況下，油位升高或無下降趨勢。

（2）冷卻沖洗油定期取樣分析，黏度有持續(xù)上漲趨勢。

（3）柱塞溫度升高（多種原因）。

應(yīng)對措施：

（1）對冷卻沖洗油進(jìn)行定期分析，觀察潤滑油質(zhì)量變化，如有異常及時(shí)置換或更換冷卻沖洗油。

（2）定期更換低壓填料密封組件。

（3）在低壓泄漏氣出口管線上增加取樣設(shè)施，通過泄漏出來的潤滑油黏度判斷是哪個(gè)氣缸存在竄油情況，以便更換對應(yīng)的低壓填料。

（4）將低壓填料O型圈升級為全氟醚材質(zhì)，避免VA的腐蝕，延長密封件壽命。

（5）圖3泄漏油（H）口堵死，減少氣缸潤滑油進(jìn)入冷卻沖洗油系統(tǒng)的量。

（6）升級密封組件型式，增加密封性能。

5 結(jié)語

冷卻沖洗油黏度的穩(wěn)定是二次壓縮機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，而低壓填料密封組件的密封性能，是保證氣缸潤滑油不會(huì)竄入冷卻沖洗油系統(tǒng)的關(guān)鍵。定期進(jìn)行冷卻沖洗油的取樣分析和檢查，做好低壓填料密封組件的定期更換，才能提前發(fā)現(xiàn)問題，進(jìn)行針對性處理，從而達(dá)到裝置長周期穩(wěn)定運(yùn)行的目的。