马文礼^１，王艳芝^１，刘　军^１，刘　鹏^２

（１.延安大学石油与环境工程学院，陕西延安　７１６０００；２.中石油克拉玛依石化有限责任公司，新疆克拉玛依　８３４００３）

摘　要：某公司制氢原料压缩机轴瓦温度自开机后便出现反复升高、回落现象，存在一定的设备安全隐患，严重干扰了装置的正常运行。通过对机组的运行数据及轴瓦的拆检情况进行反复比对和分析，发现轴瓦温度的波动主要是由于可倾瓦瓦块表面的积碳引起的，且对积碳的形成原因进行深入分析，找到杜绝或延缓积碳形成的方法，并采取相应措施解决轴瓦温度反复波动的问题，从而保证装置的安全平稳生产。

关键词：可倾轴瓦；积碳；原因分析；解决措施

１　引言

某公司甲醇厂制氢装置原料压缩机本体于２０１８年大检修期间进行了返厂改造，改造后的机组型号与原机组型号相同仍是２ＭＣＬ４０６，编号由Ｈ５９２变更为ＣＧ３２８，设计额定工况进气量由２７１６１Ｎ·ｍ^３／ｈ降为２２３００Ｎ·ｍ^３／ｈ。机组整体结构变化不大，支撑轴瓦仍采用原来的五瓣可倾轴瓦，其中下瓦３块上瓦２块，共有２个测温探头，都安装在下瓦，如图１五瓣可倾轴瓦所示。可倾轴瓦在工作时主要有瓦块可以随载荷、转速及轴承油温的变化而自由摆动等特点，能够自动调整到形成油楔的最佳位置。

除此之外，该轴瓦还具备其他优良的性能，比如具有较好的稳定性和较大的承载能力，还具有功耗小和能承受各个方向上的径向载荷等优点［１］。当然，它也有自身显著的缺点，最主要的就是检修较困难，结构比较复杂，安装难度大，采购及维修成本较高。

２　机组故障描述

该离心机于２０１８年９月随装置开工而投入运行，在运行初期将近一年时间里机组运行平稳，工艺负荷恒定。自２０１９年９月份开始，在未做任何工艺调整的情况下原压机轴瓦温度出现反复升高、回落。２０１９年１０月２６日对原压机轴承油压进行了调整，止推轴承油压由０.１５ＭＰａ至０.１７ＭＰａ，止推温度Ｔ２５６０由９１℃降至８７.７℃，随后机组轴瓦温度趋于平稳。２０１９年１１月２４日因装置停工检修，一并拆检、处理了机组轴瓦温度不稳定的问题。机组于２０１９年１１月２５日开机，运行正常。

运行至２０２０年２月１３日高低压端支撑瓦温度又突然出现异常升高、回落，其他各参数，如润滑油压力、温度，轴位移、压缩机进出口温度、压力、流量等均较平稳。轴瓦温度的波动给机组的正常运行带来了极大的干扰，２０２０年３月３日原料压缩机被迫计划停机，对轴瓦进行拆检，两次拆检情况基本相同，主要表现为前后端支撑瓦上下瓦均有积碳，其中上瓦有轻微与轴摩擦的损伤，经测量，前后端支撑瓦的顶间隙、侧间隙、瓦块的接触面积均在标准范围内，支撑瓦为什么出现温度突然升高、积碳及轻微损伤的原因不能非常直观的确定。

３　故障表象分析

通过对这两次维修前后的运行数据及拆检情况进行分析得出以下结论。

（１） 轴瓦温度突然升高后短时间内又快速下降，甚至降到比升高前的温度还要低，工艺及设备运行参数未做任何调整，这说明导致轴瓦温度升高的因素自动消失了，可以判定不是由于机组本身的机械原因所引起。

（２）增大轴瓦的供油压力可以起到降低轴瓦温度的作用。

（３）从拆检情况和前期温度升高数据对应分析发现积碳较严重的瓦块温度也较高，可见积碳和轴瓦温度之间有关联性。

（４）从支撑瓦上瓦有损伤的情况分析出，积碳会引起轴瓦间隙的改变从而造成支撑瓦上瓦损伤。由以上几点可以看出积碳是引起轴瓦温度升高的主要原因，只要解决了积碳的问题就可以避免轴瓦温度反复升高、波动的问题。

４　轴承积碳原因分析

（１）“漆膜” 是轴瓦积碳形成的最主要原因。润滑油在长期使用过程中随着其本身的不断氧化而恶化，氧化物产出并开始聚合，逐渐产生可溶的、有极性的、软性污染物，并溶于润滑油中，在特定的温度和压力下它的浓度达到饱和，它就会析出沉淀在机械系统的各个地方，尤其是金属表面如轴承、齿轮形成漆膜。而漆膜又进一步促进了油品的氧化。漆膜在轴承不断堆积，导致轴瓦润滑不良，造成轴瓦温度升高，当厚度增加至足够厚时，就会让轴瓦和轴颈干接触，干接触的瞬间漆膜会被磨掉一些，轴温会瞬间上升后再下降，但总体是波浪式上升的状态。这也是造成轴瓦温度反复升高、回落的主要原因［２］。

（２）轴承间隙小。故障表现已经分析出增大油压可以降低轴瓦温度，增大油压的最主要作用是增加了进油量，在压力一定的情况下，轴承间隙的大小对进油量起决定性作用。较小的进油量会导致摩擦副中润滑油流量偏小，润滑油带走的摩擦热较少，这就使得轴承的温度偏高，从而使轴承瓦块更容易积碳。从拆检情况看支撑瓦上瓦有与轴摩擦的损伤这一点也可以看出存在机组运行过程中因某种因素引起转子抬起导致轴承间隙变小。拆检的下瓦有积碳，我们判断是由于漆膜在轴承堆积导致转子抬起使轴瓦间隙变小，造成轴瓦温度升高，致使漆膜结焦脱落，这也是轴瓦温度出现反复升高、回落的主要因素［３］。

（３）瓦块油楔小就意味着压缩机转子在高速转动过程中，轴颈带动进入轴瓦的润滑油量小，轴承因润滑油不足导致其表面的润滑及冷却效果不佳，使得转子与轴承转动产生的热量不能被及时带走，久而久之恶心循环便导致轴承形成积碳。

５　轴承积碳的解决措施

５.１　避免漆膜的形成

（１）保持油品品质是避免漆膜形成的关键，我们对在用的油品进行分析，发现油品指标基本符合标准规定不影响油品使用性能，但由于油品已使用时间较长，油品各方面性能均有所下降根据炼化院提出方案对压缩机润滑油进行优化，在压缩机前端支撑轴承回油温度计处添加抗氧剂溶液２７ｋｇ，抗磨剂６ｋｇ，抗泡剂４０ｇ，加剂前后机组运行参数无变化。改善后的油品品质有很大改变，性能指标有较大提升，具体指标如表１所示。

由此可见我们应定期进行油品分析，发现指标异常，及时制定针对措施，确保润滑油处于良好品质对避免漆膜的形成是至关重要的。

（２）强化油品冷却效果，控制系统油温

漆膜形成的重要因素是油品氧化，而油品的氧化速度与其所处的环境温度密不可分，并且受温度的影响巨大。比如，通常情况下当环境温度达到６０℃后，温度每升高１０℃将直接导致油品的氧化速度加快２倍，如果油品含水量过高，可使油品氧化速度超过１０倍，可见控制油温的重要性。加强对油冷器的监测，保持良好的冷却效果，将系统油温控制在一个合理、较低的水平是降低油品氧化速度，避免漆膜形成的一个重要手段［４］。

５.２　增加轴瓦进油楔的宽度

通过查阅相关轴瓦技术规范等文献，与厂家技术服务人员反复沟通确认，只要在轴瓦油楔部位增加油楔的宽度不超过轴径接触线就可以通过油楔的宽度来增加轴瓦润滑油通过量，从而降低轴瓦温度。只有保证进出轴承油量充足，才能避免轴瓦因进油量少而出现轴承温度高及轴瓦积碳等问题。于是，维修人员在对支撑瓦进行积碳清理后，手工刮研轴承径增加油楔的宽度，由原来的４ｍｍ加大至约８ｍｍ，以确保轴瓦供油量充足，冷却效果显著，如图２所示油楔宽度前后对比。

５.３　在标准范围内增加轴瓦间隙

现场用压铅丝的方法对轴瓦间隙进行复查，发现原轴瓦间隙虽然在标准（０.１０～０.１５ｍｍ） 范围内但都在下限附近，驱动端０.１０ｍｍ，非驱动端０.１１ｍｍ；维修技术人员采用现场刮研的方式将轴瓦间隙调整到上限０.１５ｍｍ，适当的增大间隙可以增大润滑油量能更好的带走摩擦热，避免了由于轴瓦间隙小引起的供油量不足造成轴瓦温度高使聚积在轴瓦的漆膜结焦形成积碳。

６　结语

本文通过对制氢原料压缩机可倾轴瓦温度出现反复升高、回落等问题进行深入研究分析，从故障表象及轴承积碳入手找到原因，并采取了增加轴瓦进油楔的宽度、增加轴瓦间隙等有效措施，彻底解决了轴瓦积碳、温度反复升高的问题。对装置的安全、平稳、长周期运行提供了充分保障，也为同行在处理类似压缩机问题提供了很好的思路和对策。

参考文献：

［１］　谭立峰．汽轮机轴瓦温度高的分析及处理［Ｊ］．内蒙古石油化工，２０１４，（０４）：７４－７５．

［２］　厉勇．主风机组轴瓦温度异常分析及对策［Ｊ］．建化工设备与管道，２０１４，（０６）：５５－５７．

［３］　刘晶晶．汽轮机轴瓦温度高的原因分析及处理［Ｊ］．华电技术，２０１３，（０６）：４２－４３．

［４］　徐鑫金．ＧＮ－２５型增速箱轴瓦温度高原因分析及处理［Ｊ］．通用机械，２０１７，（０７）：３４－４６．

来源：压缩机技术

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