空氣壓縮機(jī)組潤滑油乳化原因分析與解決措施

馬 鋰

(中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江 鶴崗 154100)

中海石油華鶴煤化有限公司空氣壓縮機(jī)組采用L-TSA46汽輪機(jī)潤滑油，自2015年6月原始開車至2017年12月，抗乳化性逐年上升，且超過正常指標(biāo)，如不采取措施任由其繼續(xù)上漲，會威脅機(jī)組平穩(wěn)運(yùn)行和穩(wěn)定生產(chǎn)。

1 概述

1.1 潤滑油系統(tǒng)

中海石油華鶴煤化有限公司空氣壓縮機(jī)組潤滑油箱內(nèi)汽輪機(jī)油經(jīng)潤滑油泵A/B加壓，并通過自立式調(diào)節(jié)閥調(diào)整到1.2MPa后送至油系統(tǒng)總管。油路分為兩路：一路經(jīng)油冷卻器降溫后，以44±2℃的油溫進(jìn)入油過濾器，再經(jīng)調(diào)壓閥調(diào)節(jié)到0.25MPa，作為汽輪機(jī)和壓縮機(jī)的潤滑用油，潤滑后的油進(jìn)入集油管返回油箱；另外一路油經(jīng)油過濾器，再經(jīng)調(diào)壓閥調(diào)整到0.95MPa作為汽輪機(jī)控制油，去汽輪機(jī)的調(diào)速控制系統(tǒng)和緊急跳車系統(tǒng)，回油進(jìn)入潤滑油回油集管返回油箱。事故油泵C在潤滑油泵A/B出現(xiàn)故障時(shí)使用，經(jīng)油過濾器過濾后為機(jī)組提供冷卻潤滑油。排煙風(fēng)機(jī)的作用是利用負(fù)壓將主油箱內(nèi)部蓄積的油霧以及混雜的水汽抽出，并維持油箱內(nèi)壓力(表壓)在-3.0kPa，以利于回油總管的潤滑油順利回到主油箱。油霧和水汽首先經(jīng)過濾網(wǎng)過濾掉雜質(zhì)，再由分離器將液態(tài)的潤滑油回收到油箱，同時(shí)將煙氣排出。排煙風(fēng)機(jī)入口配有50.8mm的外通大氣管線，用于調(diào)整排煙風(fēng)機(jī)的工作電流。潤滑油系統(tǒng)設(shè)備及參數(shù)見表1。

表1 潤滑油系統(tǒng)設(shè)備及參數(shù)

1.2 潤滑油的乳化情況

潤滑油在使用過程中，不可避免地混入各種形式的水及水汽。如果油品不具備將混入油中的水迅速徹底分離的能力，油品就會乳化，從而降低甚至失去油品的潤滑性能，加速油品的氧化變質(zhì)，加劇機(jī)件的磨損和設(shè)備腐蝕。汽輪機(jī)油抗乳化性行業(yè)指標(biāo)見表2，抗乳化性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)曲線見圖1。

表2 汽輪機(jī)油抗乳化性行業(yè)指標(biāo)[1]

圖1 抗乳化性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)(2017年1～12月)

由圖1可以看出，2017年1～12月期間,空氣壓縮機(jī)組汽輪機(jī)油抗乳化性逐漸上升，且已超過正常指標(biāo)。

2 油系統(tǒng)進(jìn)水原因分析

水分的存在是產(chǎn)生潤滑油乳化的原因，因此,查找潤滑油進(jìn)水的通道途徑，并采取針對性措施,杜絕或減少進(jìn)水量,是保障潤滑油質(zhì)量的有效方法。

2.1 汽輪機(jī)軸封徑向間隙調(diào)整過大

為了避免機(jī)組原始試車啟動過程中,高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)子因過臨界轉(zhuǎn)速時(shí)振動,碰磨軸封尖齒，導(dǎo)致機(jī)組出現(xiàn)軸振動過高,聯(lián)鎖跳車的情況發(fā)生，一般在首次安裝階段會增大軸封間隙，試車成功后再打開汽輪機(jī)大蓋，將軸封徑向間隙調(diào)整至正常值。這種試車短期內(nèi)汽輪機(jī)軸封徑向間隙過大的情況，有可能會影響軸封的嚴(yán)密性，造成軸封的泄漏，蒸汽竄入油系統(tǒng)。為避免這種情況造成潤滑油乳化，在2015年試車結(jié)束后,將油箱內(nèi)潤滑油全部更換，因此這種情況已被排除了。

2.2 潤滑油冷卻器列管內(nèi)漏

潤滑油冷卻器殼程潤滑油壓力1.0MPa(g)，管程冷卻水壓力0.4MPa(g)。如果潤滑油冷卻器列管存在內(nèi)漏，在油系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),循環(huán)水不可能進(jìn)入殼程的潤滑油系統(tǒng)；在油系統(tǒng)停車期間,要關(guān)閉循環(huán)冷卻水上回水閥，以確保循環(huán)水無法進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)，因此,潤滑油冷卻器列管內(nèi)漏而導(dǎo)致水分進(jìn)入油系統(tǒng)的這種可能被排除了。

2.3 主油箱內(nèi)部負(fù)壓過大

排煙風(fēng)機(jī)出力太大，主油箱內(nèi)部負(fù)壓過大致使軸承室負(fù)壓增大，使軸封漏氣更易進(jìn)入潤滑油系統(tǒng)。經(jīng)多次確認(rèn),主油箱內(nèi)部壓力(表壓)始終控制在-3.0kPa，因此排除了這種可能。

2.4 排煙風(fēng)機(jī)出口管線配置不合理

檢查發(fā)現(xiàn)出油霧分離器的排煙管線垂直高度5m，管線橫向長18m，油霧分離器分離的油直接回收進(jìn)入油箱。經(jīng)過分析認(rèn)為,排煙管道過高、過長，再加上東北地區(qū)天氣寒冷以及晝夜溫差大，煙霧中混雜的水汽在管道內(nèi)冷卻成水,并與分離器中的油一起回到油箱。長期運(yùn)行形成了惡性循環(huán)，致使水分長期與潤滑油混合而發(fā)生乳化現(xiàn)象，降低了油品的使用周期，影響了機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行。

3 解決對策

3.1 技術(shù)改造

(1)空氣壓縮機(jī)組主油箱排煙風(fēng)機(jī)出口分離器回油管由油箱回收改為接膠管排入油桶、排油煙管線加保溫伴熱(圖2中的虛線部分)、降低排煙管線高度和長度，使液體外流。空氣壓縮機(jī)組主油箱排煙風(fēng)機(jī)改造前、后流程見圖2。

圖2 空氣壓縮機(jī)組主油箱排煙風(fēng)機(jī)改造前、后流程

(2)空氣壓縮機(jī)組主油箱底部放油口作為濾油機(jī)進(jìn)油口，主油箱排氣帽作為濾油機(jī)排油口。利用水與油的沸點(diǎn)差距較大，高真空狀態(tài)下，水的沸點(diǎn)下降較多，同時(shí)給油加熱，使水分從油中快速逸出，再使油液經(jīng)精細(xì)過濾，成為合格油品。

3.2 主油箱油位維護(hù)要求

機(jī)組運(yùn)行一段時(shí)間后,或多或少存在潤滑油泄漏的情況，主油箱油位降低，就需要補(bǔ)加潤滑油。補(bǔ)加應(yīng)采用與工作油同一供貨源、同一品牌及相同添加劑類型的潤滑油，補(bǔ)加油的各項(xiàng)特性指標(biāo)應(yīng)不低于工作油。

4 改造效果

2017年11月，對空氣壓縮機(jī)組排煙風(fēng)機(jī)出口管線進(jìn)行了技術(shù)改造，煙霧分離器回油改為接膠管排入油桶、排油煙管線加保溫(伴熱)、降低排煙管線高度和長度，改造后長達(dá)一年的運(yùn)行實(shí)踐證明,改造成功地解決了潤滑油抗乳化性趨勢上升等問題。改造后抗乳化性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)曲線見圖3。

圖3 抗乳化性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)曲線(2018年1～12月)

5 結(jié)語

經(jīng)過調(diào)整改造,2018年全年潤滑油抗乳化性上升趨勢已得到遏制，并穩(wěn)定在正常指標(biāo)范圍，改造效果顯著。

通過對大型機(jī)組汽輪機(jī)油抗乳化性上升原因進(jìn)行分析，得出通過對排煙風(fēng)機(jī)分離器回油改造、定期進(jìn)行外接濾油機(jī)濾油、定期分析化驗(yàn)油質(zhì)跟蹤數(shù)據(jù)變化等有效手段，保證了抗乳化性滿足實(shí)際生產(chǎn)要求，確保了大型機(jī)組的平穩(wěn)、有序運(yùn)行。