合成氣壓縮機透平止推軸承溫度高工藝解決辦法

楊光 趙波 谷闖 邊士成（錦西天然氣化工有限責任公司，遼寧 葫蘆島125001）

1 概述

錦西天然氣化工有限責任公司為一家大型化肥企業(yè)，年產(chǎn)成品氨30 萬噸，尿素52 萬噸，合成裝置采用布朗工藝流程，工藝復雜，技術先進，自動化程度高。

合成氣壓縮機100C2是合成氨生產(chǎn)系統(tǒng)的重要設備，軸瓦溫度過高會造成機組聯(lián)鎖停車，并會引發(fā)軸瓦損傷、軸承損壞等一系列不可逆轉的惡性事故。2018年3月，100CT2蒸汽透平止推軸承瓦溫（TI512）出現(xiàn)高報警。經(jīng)過系統(tǒng)排查，發(fā)現(xiàn)潤滑油總管上油溫度55.7℃，振動位移監(jiān)測值無變化。如不做出改善措施，隨著夏季的到來，環(huán)境溫度逐步升高，軸瓦溫度將會影響到壓縮機機組過夏，甚至會影響工藝系統(tǒng)的連續(xù)運行。

圖1 合成氣壓縮機透平圖

2 合成氣壓縮機透平系統(tǒng)流程

合成氣壓縮機100C2 為離心式壓縮機，主要流程如圖1所示。

合成氣壓縮機的透平100CT2 為抽氣冷凝式透平，高壓蒸汽管網(wǎng)來的溫度515℃、壓力12.5MPa 的高壓過熱蒸汽經(jīng)主汽閥XV112 及高壓調(diào)節(jié)閥PV253 進入透平100CT2 膨脹做功，在透平中膨脹做功后的蒸汽一部分在36bar、348℃的條件下經(jīng)過單向閥XV127 抽出，作為中壓蒸汽管網(wǎng)供汽，另一部分蒸汽經(jīng)過透平低壓閥PV132進入到透平的后段繼續(xù)膨脹做功，最后經(jīng)過透平的末級葉片排入到表面冷卻器中冷凝，由冷凝液泵提壓后送至水氣精制系統(tǒng)循環(huán)利用[1]。

3 止推軸承溫度高的原因分析

TE511、TE512兩個探頭同時顯示溫度高，排除探頭故障指示不準的原因，從以下幾個方面進行分析。

3.1 換熱器換熱效率低

換熱器利用循環(huán)水對油進行換熱，隨著裝置的運行，換熱器容易出現(xiàn)堵塞、結垢等問題，降低換熱面積及傳熱推動力，導致?lián)Q熱效果不好，透平潤滑油上油溫度高，從而造成軸承溫度不能被有效降低，最終使TE512出現(xiàn)高溫報警。

3.2 油冷器冷卻循環(huán)水溫度

循環(huán)水的溫度直接影響換熱器冷卻效果,致使?jié)櫥蜔崃繜o法有效移除，進而影響透平上油溫度，在換熱器效率無損失的情況下，循環(huán)水溫度高，傳熱推動力減小，同樣無法有效將油品冷卻至設計溫度范圍。

3.3 軸承上油量不足

上油管路有一￠10限流孔板，對軸承的上油量起到限流作用，在壓力一定的情況下，孔板的大小直接影響上油量。上油量較少，軸承熱量無法有效移除，繼而造成軸瓦溫度升高。

3.4 瓦塊本體缺陷及安裝間隙

軸位移增加，會使軸承間隙縮小，上油壓力一定的情況下，油流量也會相應較少，造成軸瓦溫度高。

4 采取措施

4.1 增加冷卻設備，提高冷卻效果

圖2 增加的外循環(huán)冷卻器

先后增加兩臺外循環(huán)冷卻設備（如圖2中紅色部分）作為降低油溫的輔助設備。流程為從油泵出口管線引出一股潤滑油，經(jīng)過外加油冷器冷卻后直接并入軸承上油壓力表根部，這股較低溫度的潤滑油將直接降低進入止推軸承的油溫，同時降低軸瓦TE512溫度。

環(huán)境溫度升高時，為防止油溫受環(huán)境溫度影響而升高。在油冷器上方安裝噴淋管線，通過噴淋達到降溫效果（如圖3 所示）。

圖3 潤滑油冷卻器增加噴淋

并且從監(jiān)測情況來看，此舉措起到了一定的降溫作用。

4.2 條件允許的情況下適當降低循環(huán)水溫度

循環(huán)水的溫度，對換熱效果也起到很重要的作用，因此可以與水汽車間協(xié)調(diào)，繼續(xù)降低循環(huán)水溫度，最大限度的調(diào)整一循二循配比，保證合成循環(huán)水量、水溫，從而增強油冷卻器的換熱效果。

4.3 增加上油壓力

止推軸承的上油管線壓力表根部增加輔助上油管線（φ 10mm不銹鋼管），增壓冷卻后，軸承上油壓力提高到0.1MPa，軸瓦溫度下降3℃，此措施雖取得一定效果但未達到預期目標。事實證明此項措施有效，但受管徑限制上油壓力已無法繼續(xù)提高，達不到更好的效果。整改措施：增大上油管尺寸，更換輔助上油管線為1/2//不銹鋼管，更換后上油壓力可提高到0.15MPa以上。調(diào)整后溫度可以下降到113℃左右。

4.4 加大孔板直徑，調(diào)整軸瓦間隙

上油孔板尺寸為￠10，導致孔板上油量小，通過查找圖紙，檢修測量，對標學習等多方向研究考證，最終決定增大孔板尺寸到￠13，從而提高軸端上油量，最終達到降低軸瓦溫度的目標。

大修檢查軸瓦間隙、瓦塊磨損情況，保留數(shù)據(jù)，對軸瓦間隙加以確認，進行重新調(diào)整。

5 改進后效果

改造后軸瓦溫度由119℃以上報警值降至115℃并保持穩(wěn)定，一系列措施的實施，使機組順利的度過了夏季高溫天氣，達到降低軸瓦溫度TE512的目的。

6 結束語

此次處理全方位多角度的分析，多種措施并行，最終達到了預期目標，保證了合成氨裝置平穩(wěn)度過夏季高溫天氣。降低上油溫度、增加上油量等措施，是從工藝的角度，采取了相應的措施，保證裝置的連續(xù)運行，達到處理方案預期效果，同時為以后遇到此類問題提供參考方向。