潤滑油管路設(shè)計對軸瓦溫度的影響及預(yù)防措施

陳喆，張凱，湯忠濱

（中國船舶集團有限公司第七0 三研究所，黑龍江 哈爾濱 150000）

催化主風(fēng)機在實際工作及運維管理中，影響軸瓦溫度發(fā)生異常的因素是較為多樣和復(fù)雜的，針對性地分析設(shè)備實際情況和運行狀況等，針對性地在檢修工作中，分析查找導(dǎo)致軸瓦溫度異常的風(fēng)險因素，并最終明確故障點，在此基礎(chǔ)上實施針對性的解決措施，是十分重要。潤滑油路管線的合理規(guī)劃與設(shè)計，對于大型機組的穩(wěn)定運行和日常檢修，均具有十分重要的影響。針對性地進行故障案例分析，有助于此類問題的產(chǎn)生，能夠為機組的穩(wěn)定運行提供一定的保證。

1 設(shè)備基本情況

主風(fēng)機組作為催化生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備，其運行狀態(tài)對于整個煉油廠是至關(guān)重要的，查找明確導(dǎo)致軸瓦溫度出現(xiàn)異常的原因，并在規(guī)劃設(shè)計階段進行預(yù)防，能夠降低設(shè)備運行過程中，出現(xiàn)溫度異常問題的風(fēng)險。研究中選取的研究對象是A煉油廠的60 萬t/a 催化裂化裝置主風(fēng)機組，煉油廠主風(fēng)機組設(shè)置的是兩臺離心式壓縮機，一臺開機運行一臺備用，以此向再生器供風(fēng)，設(shè)備的驅(qū)動形式均采取凝汽式汽輪機驅(qū)動。機組的編號是202-K-101AB，MCL904 型離心式主風(fēng)機屬于催化裝置的核心運轉(zhuǎn)設(shè)備，機組4 級動靜組件，四級壓縮，生產(chǎn)制造廠家為沈陽鼓風(fēng)機廠。主風(fēng)機的驅(qū)動機為NK32/36/48型凝汽式汽輪機，生產(chǎn)制造廠家為杭州汽輪機廠。

2 運行問題及故障分析

2.1 運行中發(fā)生的問題分析

主風(fēng)機組于2011 年開始投入生產(chǎn)，從開始投產(chǎn)運行后，202-K-101AB 機組同時運行為再生器供風(fēng)，實際檢測測試結(jié)果表明，兩臺汽輪機的進氣端軸瓦（1#）溫度始終呈偏高運行的狀態(tài)，從開機運行之后穩(wěn)定逐漸升高，其運行值是85，83℃，報警值是105℃，其它的軸瓦溫度也全部是在65 ～70℃的范圍內(nèi)運行。在對裝置進行幾次針對性的停產(chǎn)后，進氣端的軸瓦溫度呈現(xiàn)上升表現(xiàn)，及至2016 年進行設(shè)備檢修之前，溫度一定達到了95℃，92℃，對于主風(fēng)機組的穩(wěn)定運行已經(jīng)開始產(chǎn)生不可忽視的影響。

2.2 故障及其影響因素分析

軸瓦工作的狀況主要是受到軸瓦溫度、軸瓦回油溫度以及軸瓦振動和軸系穩(wěn)定性的影響，溫度發(fā)生過異常對于軸瓦的正常運行會產(chǎn)生影響。軸瓦溫度的變化主要是受到以下風(fēng)險因素的影響：

第一，軸瓦的烏金表面發(fā)生脫胎或是受到損傷，或者是軸瓦和軸徑的接觸呈不均勻表現(xiàn)。軸承不均勻發(fā)生磨損表現(xiàn)如圖1 所示。

圖1 軸承不均勻磨損表現(xiàn)

第二，軸瓦的潤滑油溫度偏高，導(dǎo)致軸瓦溫度受到明顯影響。

第三，轉(zhuǎn)子中心發(fā)生偏差，或是軸承座溫度和揚度發(fā)生改變，從而導(dǎo)致軸瓦載荷分配出現(xiàn)不均，影響軸瓦溫度。

第四，軸瓦的進油量不足或是排油不暢。對機組使用的潤滑油進行目視和檢驗，結(jié)果均合格，并且出現(xiàn)溫度異常的僅為此瓦，則可以排除是由于油質(zhì)差導(dǎo)致的溫度異常。潤滑油的進油量不足，將會導(dǎo)致軸承的溫度上升。

第五，軸瓦和軸頂部的間隙偏小。

第六，機體的保溫效果未達到需求，致使氣缸的熱量輻射對軸瓦產(chǎn)生影響，進一步影響軸瓦溫度。

第七，溫度測量元件受到損傷，或是在進行測量后采取的補償方法不合理，導(dǎo)致測量中獲得的結(jié)果偏高。

第八，壓縮機徑向力過大，導(dǎo)致摩擦力過大，會致使油溫升高，依照機組的結(jié)構(gòu)形式與受力方式，在受力中，可能會出現(xiàn)軸向力過大的狀況，進而導(dǎo)致軸向位移過大的問題，從主副推位移來看，受力面受力變化并不大，則油溫及位移比較穩(wěn)定。徑向力過大的狀況是由于軸彎曲與軸承中心偏離較大，若是主軸經(jīng)歷過動平衡的時間較短，則主軸出現(xiàn)彎曲的概率較低。在軸承中心偏離主軸中心較大的狀況下，會導(dǎo)致局部瓦塊的受力較大，導(dǎo)致工作狀態(tài)變差，另外，在受力較差的情況下，瓦塊被研傷的風(fēng)險增加，也會導(dǎo)致軸瓦工作狀態(tài)受到更加嚴重的影響。軸承的中心位置變差主要是受到瓦塊安裝調(diào)整不合適的影響，可傾瓦軸承在上一周期的磨損間隙為0.40mm，在此背景下需要及時更換瓦塊，同時，在檢修過程中，還要對軸頸處進行檢查，觀察是否出現(xiàn)劃痕，若是存在劃痕，在檢修過程中進行打磨，安裝新的瓦塊后，若測量的間隙仍舊較大，應(yīng)當對軸承保持體的水平剖分面進行研磨，完成后，再采取壓鉛法測量間隙，保證其合格。

3 故障處理和預(yù)防措施

針對各軸瓦間隙及軸瓦進出油孔進行檢查，并對軸承座的自由狀態(tài)水平和機組對中進行針對性檢查，在將以上指標全部檢查完成后，有針對性地測試儀表測量元件，保證各項元件的測試指標在標準范圍內(nèi)。在對設(shè)備進行檢修時，確定機組K-101AB 的1#瓦下瓦出現(xiàn)磨損不均勻的問題，僅有接近回油管線端的下瓦面呈部分接觸，從上述軸承不均勻發(fā)生磨損的表現(xiàn)，可以看出，軸瓦溫度過高，是由于軸徑和軸瓦接觸不均勻。兩臺機組的1#軸承座在外力作用下逐漸向前傾斜，使軸瓦接觸不均勻。結(jié)合檢測得到的數(shù)據(jù)結(jié)果，可以進一步明確瓦座出現(xiàn)傾斜的原因，是和相連接的回油管線具有密切關(guān)系的，在回油管線和軸承座硬連接形成外力作用的影響下，導(dǎo)致軸瓦發(fā)生傾斜。針對這一問題，在機組回裝后，將兩臺機組的回油管線剛性連接更改成金屬柔性連接。如圖2 所示。進行針對性處理后，投入運行后，機組K-101A 的1#軸瓦溫度為64.3℃，K-101B 的1#軸瓦溫度是60.1℃，軸瓦溫度過高的問題得到了解決，機組呈穩(wěn)定良好運行狀態(tài)。

圖2 金屬柔性連接方式的油路連接

除此之外，在日常運行維護中，還要有針對性地進行維護檢修：

第一，有針對性地調(diào)整潤滑油溫度。機組穩(wěn)定運行要保證潤滑油的溫度為46 ～52℃，依據(jù)實際運行情況，全開冷油器，保證潤滑油的溫度為下限溫度42℃，這樣能夠使冷卻效果得到強化。在潤滑油成功泵入到油泵中后，通過進行加壓處理，利用六通切換閥將潤滑油輸送到油冷卻器中，其中一組直接進行使用，另一組則留作備用。此時，壓力調(diào)節(jié)閥需要將其輸送到各個供油點，以實現(xiàn)對供機組軸承與聯(lián)軸器起到相應(yīng)的潤滑冷卻效果。得到的軸承回油將通過的油集合管輸送到油箱中，以實現(xiàn)循環(huán)利用。通過分析可知，通過分析可知，導(dǎo)致潤滑油冷卻后溫度升高的原因主要有以下幾個方面：一方面，可能是由于潤滑油冷卻器不具備足夠的冷卻能力，尚未構(gòu)成充足的冷卻面積，兩臺冷卻器只能實現(xiàn)并聯(lián)使用，而不能在溫度過高時同時進行降溫，最終出現(xiàn)潤滑油與循環(huán)冷卻水無法進行充足的換熱。

另一方面，機組中的各供油點并不具備足夠的供油壓力，導(dǎo)致的潤滑油沒有足夠的循環(huán)速度，造成機組軸承在工作過程中所產(chǎn)生的人臉無法及時被帶出。此外，循環(huán)水中的雜質(zhì)造成冷卻器管程出現(xiàn)堵塞，同樣會出現(xiàn)油泵溫度過高的情況。

第二，對主電機與煙機負荷分配進行調(diào)整。主電機與煙機負荷分配的調(diào)整，能夠使主風(fēng)機進氣端的受力下降，從而形成降低軸瓦溫度的效果，煙機退出正發(fā)電狀態(tài)，機組的耗功可以保證在3.2MW 左右，靜葉控制為50%～70%，裝置外引空壓放空調(diào)節(jié)風(fēng)，促使裝置的主風(fēng)機負荷下降，從而使進氣端受力狀況得到改善。

第三，對潤滑油壓力進行調(diào)整。有針對性地調(diào)整機組潤滑油主管的供油壓力，將其從138kPa 上調(diào)為142kPa，以上限運行，從而改善供油。經(jīng)過調(diào)整后，可以將機組的軸瓦溫度穩(wěn)定在一定的范圍內(nèi)，從而為后續(xù)檢修工作爭取充足的時間。

4 結(jié)語

大型機組的軸瓦溫度過高，是受到較多環(huán)境因素的影響，從較為復(fù)雜的影響因素中，查找確定具體的原因，是檢修工作的重要基礎(chǔ)，針對性的故障分析及預(yù)防措施研究，能夠為故障檢修和處理工作提供指導(dǎo)和經(jīng)驗。