離心式壓縮機潤滑油故障分析與節(jié)能化處理

離心式壓縮機潤滑油故障分析與節(jié)能化處理

王立京

(中國石化 中原石油化工有限責(zé)任公司 ， 河南 濮陽457000)

摘要：空分裝置主體設(shè)備離心式空壓機，在長期備用情況下，潤滑油黏度發(fā)生大幅下降到強制換油指標(biāo)的現(xiàn)象，全部更換潤滑油后又在短時間內(nèi)發(fā)生同類黏度下降情況。本文對離心式空壓機組潤滑油黏度下降原因進(jìn)行了分析，對潤滑油及沉積物的理化指標(biāo)進(jìn)行化驗，確定了故障原因，采取了處理措施，徹底杜絕了此類故障的發(fā)生，對大型設(shè)備潤滑油的節(jié)能化處理提供了實例借鑒。

關(guān)鍵詞：離心式壓縮機 ； 潤滑油 ； 黏度

中圖分類號：TQ050.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

收稿日期：2014-12-07

作者簡介：王立京(1974-)，女，工程師，從事車間設(shè)備管理工作，電話：13103646996。

0前言

設(shè)備是生產(chǎn)的物質(zhì)基礎(chǔ)，潤滑是保證設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的必要條件。中國石化等大型石油化工企業(yè)，擁有許多成套裝置及大型機組，每年消耗大量潤滑油及產(chǎn)生大量廢舊潤滑油，廢礦物油位于我國國家危險廢物名錄(環(huán)發(fā)[2008]1號)中第8位，廢潤滑油的回收與利用是石化企業(yè)清潔生產(chǎn)、環(huán)保節(jié)能面臨的重要問題。中原石化以中石化“碧水藍(lán)天”行動為契機，重點圍繞污染物總量減排和提標(biāo)改造、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、創(chuàng)新環(huán)保技術(shù)、減少環(huán)境污染，在保證設(shè)備潤滑性能的前提下盡量減少潤滑油的廢棄，在潤滑油合理的回收利用方面進(jìn)行了嘗試。

1概述

中原石化空分裝置有兩套生產(chǎn)高純氮氣系統(tǒng)，配套壓縮機組為國內(nèi)某廠生產(chǎn)的H型大型離心式壓縮機，四級四段壓縮，為精餾系統(tǒng)提供原料空氣。壓縮機組采用集中潤滑系統(tǒng)，油箱容積2.99 m3，使用潤滑油牌號L-TSA46，最大注油量3 400 L，油箱電加熱器功率6 kW。壓縮機組的開機聯(lián)鎖油溫為25 ℃，為保持壓縮機隨時處于備用狀態(tài)，需經(jīng)常開停電加熱器以保證油系統(tǒng)在開機油溫以上。機組于1995年6月安裝投用，隨著裝置的擴建改造，車間增加了一臺進(jìn)口壓縮機組，A壓縮機組備用時間增多。

壓縮機組為公司特護(hù)設(shè)備，每月對潤滑油分析一次，潤滑油的強制換油指標(biāo)之一是黏度變化為原黏度的±10%，即41.4 mm2/s。2011年3月份開始，A壓縮機組潤滑油黏度出現(xiàn)明顯下降，4月份黏度下降至35.8 mm2/s，達(dá)到公司的強制換油指標(biāo)，機組潤滑油進(jìn)行了全部更換。機組2011年12月再次出現(xiàn)潤滑黏度下降，2012年2月份黏度最低降至37.02 mm2/s，而其它理化指標(biāo)酸值、水分、閃點等均在合格范圍之內(nèi)。

期間機組共運行約12 d，其它時段處于備用狀態(tài)。運行期間，軸承溫度、振動、空氣流量和壓力參數(shù)指示正常。停機期間，對空壓機的大小齒輪軸、一到四級軸承及大齒輪前后軸承進(jìn)行了機械檢查未見異常。

2潤滑油黏度下降的原因分析

2.1　有低黏度油品混入或者外界污染物進(jìn)入稀釋

壓縮介質(zhì)為清凈空氣，壓縮機組油系統(tǒng)為封閉循環(huán)，可以排除因壓縮機密封失效而竄入酸性介質(zhì)造成潤滑油黏度下降的因素。對在用油紅外光譜分析結(jié)果與新油相比表明，在用油中沒有出現(xiàn)其它潤滑油添加劑特征吸收峰，說明沒有其它潤滑油混入。

參加壓縮機檢修及維護(hù)的各個工種嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)定的檢修操作規(guī)范，避免在檢修中混入洗油等破壞潤滑油理化指標(biāo)。在更換油品清理油箱時，嚴(yán)禁化學(xué)方法清理，自油箱頂部人孔進(jìn)入油箱后，用人工清除油箱底油泥，最后用面團(tuán)把油箱底部油泥清理干凈，加油完畢把油箱上部人孔用螺栓把死，減少潤滑油與空氣的接觸。在補充合格的新油時，嚴(yán)格執(zhí)行潤滑油的“五定”、“三過濾”制度，責(zé)任到人。因此，混入外界污染物可能性極小。

2.2　油品抗氧化能力及承受高溫能力差

化驗室每月對油品的酸值進(jìn)行檢測，檢測結(jié)果均在0.12 mgKOH/g以內(nèi)，表明油品抗氧化能力比較強。

2.3　油品發(fā)生裂解反應(yīng)造成油品黏度降低

公司和潤滑油供應(yīng)商技術(shù)人員在油箱取樣口取了在用油樣和油過濾器濾網(wǎng)上的黑色稠化物樣品，進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析。

2.3.1油品氣相色譜模擬蒸餾分析

將黏度下降的油樣進(jìn)行了氣相色譜模擬蒸餾分析，并同新油一同進(jìn)行了分析對比(見表1)。

表1　在用油與新油氣相色譜模擬蒸餾數(shù)據(jù)

從分析數(shù)據(jù)看，新油的初餾點在350 ℃左右，而在用油的初餾點在260 ℃左右，下降很大；餾出體積95%以前，在用油的餾程明顯低于新油；到了95%時，在用油與新油的沸點溫度相同；到了95%以后，在用油的餾程則明顯高于新油，新油的終餾點在528 ℃，而在用油的終餾點在557 ℃，上升很大。

2.3.2沉積物分析

在用油過濾器上黏附著的沉積物呈現(xiàn)黑色黏稠狀態(tài)，對油泥采集進(jìn)行了正戊烷和甲苯不溶物的測定。數(shù)據(jù)見表2。

表2　沉積物戊烷不溶物和甲苯不溶物數(shù)據(jù)

從表2可以看出，黑色沉積物中有不溶于戊烷和甲苯的物質(zhì)，沉積物經(jīng)過溶解、過濾、烘干后呈現(xiàn)黑色碳化粉末狀，一般認(rèn)為正戊烷不溶物可以包括某些從油或添加劑分解產(chǎn)生的油——不溶解樹脂狀物質(zhì)。而甲苯不溶物可以來自外來的污染，或是油和添加劑分解產(chǎn)生的高度碳化物質(zhì)。所以認(rèn)為有可能是加熱過程中，同樣使油樣和添加劑裂解產(chǎn)生了碳化物，從而形成了黑色沉積物。

2.4　結(jié)論

根據(jù)數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場實際情況分析，造成以上結(jié)果是由于電加熱器位置較低接近油箱底部，插入長度約300 mm，而油箱的長為1 716 mm，測溫點距電加熱器較遠(yuǎn)，在油箱測點溫度達(dá)到50 ℃時，有可能造成加熱器周圍潤滑油的溫度過高，從而發(fā)生裂解或聚合。并且由于電加熱器開停是由操作工根據(jù)現(xiàn)場溫度表顯示手動控制，潤滑油溫度調(diào)整難以十分及時，從而造成電加熱器開停不及時，導(dǎo)致加熱器周圍潤滑油過熱發(fā)生裂解反應(yīng)，產(chǎn)生了較多低碳的烴類物質(zhì)，使得餾出95%前體積組分的沸點比新油下降，同時由于油品在裂解過程中伴隨的聚合反應(yīng)，使得在用油樣的終餾點比新油高。裂解的速度大于聚合反應(yīng)的速度，油品中分子由大分子變成小分子，造成油品黏度下降。濾網(wǎng)上出現(xiàn)的沉積物是由于潤滑油系統(tǒng)電加熱器局部過熱造成油品裂解，產(chǎn)生了輕組分和碳化物。

所以，該機組潤滑油黏度下降故障是由于壓縮機組停機備用期間，油箱電加熱器加熱油品時，局部過熱引起潤滑油裂解而引起的。

3處理措施

3.1　工藝改進(jìn)

在油箱上增加了溫控聯(lián)鎖，信號引入DCS系統(tǒng)，設(shè)定溫度高值聯(lián)鎖，達(dá)到設(shè)定值自動停電加熱器，在開電加熱器的時候開啟油泵打循環(huán)，使電加熱器對潤滑油進(jìn)行整體均勻加熱。

由于壓縮機是室內(nèi)設(shè)備，室內(nèi)安裝有暖氣片，冬天外界氣溫最低時，室內(nèi)溫度也能達(dá)5 ℃左右，潤滑油達(dá)到開機聯(lián)鎖溫度需要約2 h的時間，在裝置開車時間的容忍范圍內(nèi)。所以在壓縮機長期備用時，不再定期加熱潤滑油，而改在接到開車指令時再預(yù)熱潤滑油，改潤滑油系統(tǒng)熱備為冷備。

3.2　潤滑油的節(jié)能化處理

潤滑油系統(tǒng)用油量大，若將僅有黏度下降的潤滑油全部更換顯然是不經(jīng)濟的。為既節(jié)能又快速地解決問題，研究確定不更換潤滑油，對原潤滑油用混油方式處理解決。先在化驗室做小樣試驗，確定要混入的潤滑油后做理化指標(biāo)分析，根據(jù)分析結(jié)果計算混合比例，按計算的比例做混合試驗并分析油品混合后各項指標(biāo)，最終確認(rèn)合格后，在機組潤滑系統(tǒng)上實施。

過程如下：①確定混油對象。用同一廠家同一牌號黏度等級為68 mm2/s的L-TSA68。②化驗。檢測L-TSA68新油質(zhì)量數(shù)據(jù)為合格油品，檢測在用油品數(shù)據(jù)，只有黏度超標(biāo)，其它理化指標(biāo)正常。③計算：不同黏度的油品混合后，其黏度不是加成關(guān)系，由下式計算：

lgv=nAlgvA+nBlgvB

式中：v，vA和vB，分別為混合油、A組分油和B組分油同一溫度下的黏度，mm2/s；nA、nB，分別為A、B組分油的混合體積百分?jǐn)?shù)(nA+nB=1)將化驗數(shù)據(jù)代入上述公式 ，計算出加入新油L-TSA68混合比例約為35%。

④混合試驗。按 35% 新油和65 %在用油的比例進(jìn)行混合試驗。幾次試驗后，分析混合后油品理化指標(biāo)正常。⑤實施。按小樣試驗比例結(jié)果實施混油，系統(tǒng)現(xiàn)潤滑油總量約為2 700 L，計算出加入L-TSA68潤滑油約為800 L。分兩次進(jìn)行混合，第一次加入600 L，運行油泵24 h，使?jié)櫥统浞只旌希M(jìn)行取樣分析，黏度為42.64 mm2/s；根據(jù)分析結(jié)果第二次加入200 L，運行油泵，48 h后取樣分析，各項理化指標(biāo)合格。采取工藝改進(jìn)和混油措施后，壓縮機組截止到目前，潤滑油各項指標(biāo)均正常，混油無不良反應(yīng)。

4結(jié)語

前次更換下來的潤滑油因油品清潔，只有黏度指標(biāo)下降，已回收利用，作為公司產(chǎn)品包裝機生產(chǎn)線的縫紉線泡線用油。對長期備用壓縮機組，潤滑油站宜采用冷備，對油溫用DCS系統(tǒng)聯(lián)鎖控制，自動開停電加熱器，能較好解決油品的實時監(jiān)控和調(diào)節(jié)。熱備時為保持油箱油溫維持在25 ℃以上，秋冬季節(jié)每天電加熱器至少運行10 h，改為冷備后，停用電加熱器，每年可節(jié)電約10 000 kW·h。通過此次混油處理，一次節(jié)約油品費約2萬元，也證明了用同廠家、同系列、不同黏度潤滑油混合來處理僅有黏度下降的油品是可行的，既滿足了潤滑性能要求，也節(jié)約了成本，達(dá)到了節(jié)能減排的目的。

320項農(nóng)藥產(chǎn)品獲得農(nóng)業(yè)部藥檢所登記

據(jù)中華人民共和國農(nóng)業(yè)部農(nóng)藥檢定所(ICAMA)官方數(shù)據(jù)統(tǒng)計，1月份，共320項制劑加原藥獲得登記，登記項分別為：101項殺蟲劑，94項殺菌劑，82項除草劑，26項衛(wèi)生殺蟲劑，13項植物生長調(diào)節(jié)劑及其他產(chǎn)品登記(包括2項殺螺劑，1項植物誘抗劑及1項殺螨劑)。

在320項農(nóng)藥產(chǎn)品登記中，共有44項農(nóng)藥原藥(母藥)登記獲批，不包括續(xù)展登記。從產(chǎn)品類型看，44項登記中包含殺蟲劑18項，殺菌劑13項，除草劑9項，殺螺劑2項，殺螨劑1項，植物生長調(diào)節(jié)劑1項;從登記類型看，獲有效期5年的正式登記共44項。

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