李軍輝

(中國石油化工股份有限公司鎮(zhèn)海煉化分公司煉油一部，浙江 寧波 315027)

1 引言

RWFⅡ-399型螺桿冷凍壓縮機是影響裝置安全平穩(wěn)生產(chǎn)的重要設備，通過對異常問題采取有效的處理與改進，保證機組長周期穩(wěn)定運行。該機組為約克RWFⅡ-399型雙螺桿氨壓縮機，軸功率644.4 kW，制冷量2722 kW，潤滑油為專用FRICK3#，配南陽防爆YB-550M2-2W型電機。

結構是由一對相互嚙合的轉子在轉動過程中產(chǎn)生的周期性容積變化，實現(xiàn)了吸氣、壓縮和排氣單向運行過程[1]。設有無級能量調節(jié)裝置[2]，利于節(jié)能和無負荷啟動[3]。設有高效分離器；帶有各種自動安全保護裝置，能保護機器的安全運行；能實現(xiàn)手動、自動開停及能量調節(jié)；可機前操縱及遠距離遙控，操作方便。下面對3次異常故障的處理與改進作具體介紹。

2 振動大

2.1 狀態(tài)監(jiān)測情況

2013年9月17日機組振動大，狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1。

表1 氨壓機聯(lián)軸器側軸承座振動烈度數(shù)據(jù) 單位：mm/s

從數(shù)據(jù)可以看出，垂直和軸向振動較大。另外，經(jīng)頻譜分析，初步判斷滾動軸承和推力軸承出現(xiàn)磨損的可能性大。

2.2 解體檢查情況

機組內(nèi)部磨損情況如圖1。

圖1 機組磨損情況

2.3 原因分析

潤滑油是經(jīng)過徑向軸承，再潤滑推力軸承。而在壓縮機出口側，機體內(nèi)部壓力與進油壓力差值較小，加上近一年來潤滑油總管路壓降在增加，造成進油壓力降低，軸承供油量偏少，潤滑效果逐步降低，長期運行后，導致推力軸承逐漸失效。從解體情況來看，推力軸承嚴重磨損(內(nèi)圈單側均勻磨損，垂直度很好，長期磨損所致)，靠螺桿側內(nèi)圈軸向磨損量達1.22 mm以上，邊上有明顯剝落與點坑。

推力軸承的磨損引起螺桿軸向定位的破壞，陽螺桿逐步向吸入口側移動，最終導致螺桿與殼體磨擦碰撞；螺桿與殼體的磨擦以及推力軸承的磨損所產(chǎn)生的金屬屑帶入徑向軸承，導致徑向軸承磨損并不斷加劇，進而引起螺桿徑向定位破壞而下沉，導致螺桿與內(nèi)殼體磨損，也使平衡活塞及平衡活塞套磨擦，平衡活塞套下邊偏磨而損壞。同時，軸承的磨損也導致了機組排出口側(靠聯(lián)軸器側)振動的加劇。

2.4 采取整改及改進措施

(1)加強油質檢查和分析，根據(jù)機組負荷及時調節(jié)油溫。

(2)控制好潤滑油總壓降，確?？倝航挡怀^報警值，定期更換油過濾器濾芯[4]。

(3)做好機組預防性維修工作，此次故障是發(fā)生在軸承和機封運行到26000 h左右發(fā)生的，結合裝置生產(chǎn)安排，應實施定期計劃檢修。

(4)此次氨壓機故障解體檢修結果，與之前頻譜分析基本一致。在今后的運行中，開展定期狀態(tài)監(jiān)測，通過機組振動狀態(tài)的細微變化，來監(jiān)控機組運行。

(5)加強機組常規(guī)備件的儲備，主要備件如進口機械密封、密封套件、軸承套件、油濾芯、平衡套組件等。

再次開機后，機組振動最大值在2 mm/s左右，運行狀態(tài)穩(wěn)定。

3 溫控閥失效

該壓縮機專為無需潤滑油泵運行而設計。所有的噴油與潤滑靠壓差來實現(xiàn)。附帶的新型油分離器增強了捕捉能力以得到超潔凈的潤滑油供壓縮機運行。潤滑油的作用分別是提供滑閥調節(jié)動力、潤滑軸承，另外經(jīng)手動膨脹調節(jié)閥至陰陽螺桿，起到密封、潤滑和冷卻作用。2013年12月溫控閥逐漸失效，造成機組排氣溫度偏高，機組潤滑效果差，被迫停機處理。

3.1 溫控閥原理

溫控閥在投入工作前，冷介質的入口C是封閉不流通的，此時高溫介質從入口B進入閥體內(nèi)，當高溫介質進入閥體內(nèi)，將閥芯內(nèi)感溫介質加熱使其體積增大，閥芯內(nèi)介質體積增大后將閥桿和調節(jié)套筒頂向高溫介質入口B方向，此時低溫介質入口C逐漸打開，同時高溫介質入口B開度逐漸變小，如圖2。從入口C進入的低溫介質與高溫介質在閥內(nèi)匯合后從出口A流出。匯合之后的介質溫度變化使感溫介質體積不斷變化，從而使閥桿和調節(jié)套筒不斷上下移動調節(jié)，分別調整冷熱介質的流量，直到使匯合后的介質達到設定溫度。

圖2 溫控閥工作原理示意

溫控閥的關鍵部分是蠟式感溫元件[5]，感溫蠟盛裝在溫包中，這種特殊的感溫蠟由固體相變?yōu)橐后w時，它的體積會迅速增大11%～15%。而且感溫蠟中的膨脹劑由固體相變?yōu)橐后w時，體積迅速增大，同時會產(chǎn)生超過數(shù)十兆帕的工作壓力，該壓力傳遞給橡膠塞，進而將閥桿推出。

由于溫控閥是一直處在冷凍機油介質環(huán)境中，只有保證感溫蠟被可靠的密封住，才能使溫控閥能夠保證穩(wěn)定的工作性能。而溫控閥內(nèi)的隔膜元件就是保證感溫包密封性能的關鍵，隔膜元件的穩(wěn)定完好將決定溫控閥是否能夠長期可靠運行。溫控閥內(nèi)的隔膜元件不但發(fā)揮密封感溫蠟的作用，還能夠將感溫蠟受熱體積增大時產(chǎn)生的壓力進行傳遞。感溫蠟體積增大后，隔膜將受壓變形，將壓力傳遞到橡膠塞，進而推進閥桿運動。隔膜一般采用彈性和韌性都比較優(yōu)良的合成橡膠等材料。

3.2 原因分析

此次解體發(fā)現(xiàn)，閥體內(nèi)部彈簧、調節(jié)套等部件均完好，但有感溫蠟沿閥桿泄漏。

根據(jù)溫控閥內(nèi)部結構分析可得：此次溫控閥不能正常工作的原因是由于感溫蠟從隔膜部位泄漏出來，導致感溫元件工作性能失效。由于隔膜密封不良，感溫蠟從隔膜邊緣密封處泄漏，感溫包內(nèi)的膨脹劑相對體積減少，從而使溫控閥失效，無法正常調節(jié)冷凍機油溫。

影響隔膜密封性的因素較多，在運行操作時應避免工作溫度和壓力的大幅波動，同時在設計制造過程中應采用合理的密封面結構，并保證隔膜被均勻壓牢。

3.3 采取措施和效果

此次檢修制作新部件對溫控閥原B通道進行封堵，阻止熱流體通過，使?jié)櫥腿拷?jīng)過油冷器，從通道C進入閥體內(nèi)。

溫控閥復位后，機組開啟，潤滑油冷后問題降至45 ℃以下，改造效果明顯。為了保證潤滑油潤滑效果，通過關小油冷器循環(huán)冷卻水量，提高油溫至50～55 ℃之間。此次改造也保證了高溫季節(jié)機組潤滑油良好的冷卻和潤滑性能[6]，對機組長周期平穩(wěn)運行發(fā)揮作用。

4 潤滑油跑損

2014年11月機組大修期間更換油分濾芯，機組開啟后油分離器內(nèi)的油位持續(xù)緩慢下降。按機組設計要求，需停機泄壓、加油處理。但是如果停機處理，不僅會對裝置生產(chǎn)造成波動，還會影響下游機組運行和吸附劑使用。而且，氨屬于易燃易爆、有毒物質，泄壓加油時，會造成大量氨液的揮發(fā)浪費、環(huán)境污染及安全隱患。所以決定實施不停機在線加油。

4.1 原因分析

潤滑油的跑損一方面是由于日常油質采樣分析；另一方面是通過油分離器逸至氨液系統(tǒng)中。雖然，油分離器將富含油的制冷劑蒸汽通過高效精細油聚結器，分離效率可達0.03%，但是還會存在部分潤滑油逃逸。

4.2 實施在線加油

(1)設計在線加油流程，如圖3。

圖3 加油流程

(2)編制加油操作步驟。第1步：加油系統(tǒng)氮氣氣密置換。第2步：首次加油時，將FRICK3#油加至罐內(nèi)液位計可視范圍的上限，打通油路流程，僅關閉進入氨壓機入口前閥門，然后氮氣加壓至0.6 MPa(油路上壓力表指示)左右，緩慢打開氨壓機入口前閥門，觀察罐位下降速度，調節(jié)閥門開度，密切關注機組運行狀態(tài)。液位下降至液位計的下限時及時關閉進入氨壓機入口前閥門。第3步：罐泄壓，加滿油，再次氮氣加壓，打通油流程，根據(jù)第2步經(jīng)驗，將進入氨壓機入口前閥門的開度調整至合適開度，當罐位低至液位計下限時，再次及時關閉進氨壓機前閥門。重復步驟3，多次加油。

(3)在加油過程中，應監(jiān)控好機組運行狀態(tài)，尤其要注意以下事項：(a)加油速度不可過快，過快加油速度可能使壓縮機入口壓力、油溫、電機電流及油路差壓等造成波動，甚至達到報警或聯(lián)鎖值；(b)油位低至玻璃板下限時應及時關閉進壓機前閥門，防止氮氣竄入機體，進入制冷劑系統(tǒng)，影響系統(tǒng)換熱效果；(c)操作人員全程監(jiān)控加油過程。

4.3 取得效果

整個加油過程機組運行平穩(wěn)，達到了預期的平穩(wěn)、安全、環(huán)保的目標，積累了在線加油經(jīng)驗，有助機組長周期安穩(wěn)運行。

5 結論

通過對機組的故障進行深入分析、總結，在機組的運行管理和機組結構改進方面采取一些改進措施，使問題得到了有效地解決。達到了長周期穩(wěn)定運行的目的，保證了裝置的安全平穩(wěn)生產(chǎn)。同時對下游裝置的運行提供良好的條件，機組的優(yōu)化運行取得實效。