淺談乙烯裂解氣壓縮機 軸承溫度高的分析及解決方法

李華兵

（中國石油廣東石化公司化工生產(chǎn)一部，廣東 揭陽 515200）

1 機組概況

乙烯裝置裂解氣壓縮機，位號3100-K-3001，產(chǎn)品型號DMCL1404（LP）+2MCL1404（MP）+2MCL1207（HP），離心壓縮機產(chǎn)品代號H2982。裂解氣壓縮機3缸5段15級。壓縮機低壓缸、中壓缸、高壓缸驅(qū)動端和非驅(qū)動端徑向軸承溫度為115℃高報，125℃聯(lián)鎖停機。壓縮機低壓缸、中壓缸、高壓缸推力軸承正瓦、副瓦溫度為115℃高報，125℃聯(lián)鎖停機。壓縮機低壓缸、中壓缸、高壓缸軸振動88.9μm聯(lián)鎖停機，壓縮機低壓缸、中壓缸、高壓缸軸位移±0.7mm聯(lián)鎖停機，試車方案要求控制≤0.5mm。

CASE 1 NORMAL：工 作 轉(zhuǎn) 速 為3826rpm，CASE 1 RATED：3910rpm。最大連續(xù)轉(zhuǎn)速為4106rpm，跳閘轉(zhuǎn)速為4517rpm。一階臨界轉(zhuǎn)速：低壓缸1687rpm、中壓缸1837rpm、高壓缸2003rpm。二階臨界轉(zhuǎn)速：低壓缸6739rpm、中壓缸6013rpm、高壓缸7976rpm。

2 初次試車過程問題

2021年5月，壓縮機在沈鼓初次進行機械試運轉(zhuǎn)試驗，監(jiān)控畫面如圖1所示，監(jiān)控畫面中從左往右依次為高壓缸、低壓缸、中壓缸，潤滑油供油溫度45℃。

圖1 監(jiān)控畫面

（1）15:25分，壓縮機開始從0轉(zhuǎn)速開始升速。

（2）15:58分，壓縮機轉(zhuǎn)速重新升至3912 rpm時，設(shè)備數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 3912 rpm時設(shè)備數(shù)據(jù)

通過試車，發(fā)現(xiàn)中、低壓缸徑向、推力軸承溫度偏高，不滿足技術(shù)協(xié)議中機械試車溫度不大于95℃的要求。

3 問題分析

3.1 能否增大進油量來實現(xiàn)降溫

試車過程中的進油量為175L/min，壓力為0.16Mpa，軸承溫度超標，當把低壓缸前后徑向軸承的潤滑油支路流量升至240L/min，壓力升至0.2Mpa時，軸承溫度有一定的下降?？紤]能否增大進油量降溫，但是一旦再增大進油量降溫，低壓缸支撐軸承油量升至240L/min以上，油站的油冷卻器基本沒有余量。所以不能增加油量降溫。

一直以來杭汽汽輪機潤滑油耗量較大，不考慮汽輪機正常控制油和瞬時控制器，僅僅其潤滑油耗油量是裂解氣壓縮機3個缸原設(shè)計耗油總量的1.435倍，如果想彌補油站能力，需要減小汽輪耗油，適當提高汽輪機的運行溫度至80℃左右。

綜合考慮油泵能力、油站油冷卻器余量，增大進油量降溫的方法不可行。

3.2 能否降低潤滑油入口溫度來降低軸承溫度

從油站設(shè)計考慮，1220L壓縮機油量，其他耗油量（汽輪機潤滑油，正常調(diào)節(jié)油，瞬時調(diào)節(jié)油）均不變的情況下，33℃進水，45℃供油，這個時候油冷余量3%，可不考慮44℃及以下供油，因為機組試車檢測的回油溫度數(shù)據(jù)是接近60℃，油冷還有余量。如果回油溫度是65℃的話（設(shè)計是按照65℃回油進行設(shè)計），油冷需要雙開，當水溫不考慮極端33℃的話，比如春秋或者冬天，進水溫度低于33℃，油冷大概率沒問題。 關(guān)于降低潤滑油供油溫度，比如降至40℃潤滑油溫度：如果要求機組供油溫度40℃，那冷卻水進水溫度需要調(diào)整到不得高于29℃，這樣油冷余量能有2%，如果進水溫度超過29℃就沒有余量，所以通過降低潤滑油入口溫度來降低軸承溫度不可行。

3.3 軸承溫度高的原因

（1）軸瓦存在異常摩擦，產(chǎn)生了大量的熱量。

（2）軸與軸瓦間隙過小，導致進入油量不足、撤熱量不足。

（3）潤滑油油質(zhì)變差，潤滑效果變差，引起油溫上升。

（4）潤滑油供油量不足，導致撤熱能力不足。

經(jīng)過對中、低壓缸支撐缸支撐間隙及推力間隙、軸承壓蓋過盈量進行檢查，檢查數(shù)據(jù)在設(shè)計范圍內(nèi)。仔細檢查軸瓦和軸，沒有發(fā)現(xiàn)異常的碰磨痕跡，軸與軸瓦的接觸面積和位置都在正常范圍內(nèi)，所以可以排除軸瓦存在異常摩擦。同時，對潤滑油系統(tǒng)進行多點采樣分析，分析結(jié)果顯示：機械雜質(zhì)為0，水分為0，運動粘度平均值為45.2mm2/s，結(jié)果合格。拆檢潤滑油油濾器，也未發(fā)現(xiàn)異常。如果系統(tǒng)供油不足或潤滑油變質(zhì)，則其他軸瓦溫度也會高于正常值，而汽輪機、高壓缸軸瓦溫度是正常的，所以可以排除此原因。最終分析認為是進入油量不足、撤熱量不足。

4 問題處理方案

4.1 軸承節(jié)流塞整改

中、低壓缸支撐軸承節(jié)流塞整改，節(jié)流塞內(nèi)孔尺寸原為6.746mm，擴孔至8.1mm（允許偏差-0.1），如見圖2所示。

圖2 軸承節(jié)流塞整改圖

4.2 軸承壓蓋整改方案

改善中、低壓缸推力側(cè)支撐軸承卸油，對中、低缸各1套，推力側(cè)支撐軸承之間的墊片(200X2042H2638)和推力側(cè)壓蓋(200-4476H2638)進行補加工，推力側(cè)壓蓋上打7個φ15mm孔，墊片上銑10mm深槽，如圖3、圖4所示。

圖3 推力調(diào)整墊改造示意圖

圖4 軸承壓蓋改造示意圖

4.3 進口軸承結(jié)構(gòu)整改1

（1）下軸承體的3個節(jié)流塞孔擴至φ9mm，如圖5所示；節(jié)流塞擴孔后，單支油量175L/min。

（2）在軸承瓦塊的進油側(cè)倒油楔，如圖5所示。因是瓦塊的單側(cè)油楔，加工時要注意旋向，粗糙度應不低于瓦面的其他部分。

圖5 軸承改造示意圖

4.4 進口軸承結(jié)構(gòu)整改2

（1）中、低缸支撐軸承增加噴油板，節(jié)流塞安裝噴油板上，噴油板把合在軸承體內(nèi)圓每兩個瓦塊間，改善了支撐軸承進油，同時軸承體進油槽擴至40mm，見圖6。

圖6 軸承裝配示意圖和軸承體圖

（2）對中、低壓缸進口支撐軸承進行測繪，測繪部分：軸承體、軸承瓦塊、瓦塊兩側(cè)的阻油環(huán)、下瓦頂升油接頭、接口。作為設(shè)計軸承瓦塊的接口依據(jù)和參考。設(shè)計預負荷為0.5左右軸承瓦塊，4副軸承一套設(shè)計圖紙。4.5 中、低壓缸支撐軸承數(shù)據(jù)（如表2所示）

表2 中、低壓缸支撐軸承數(shù)據(jù)表

5 結(jié)語

潤滑油量的多少對機組軸承的影響很大，基于潤滑油油泵的輸出能力一定的情況下，對軸承做了一些局部調(diào)整、整改，如增大軸承進油節(jié)流塞直徑以增加進油量，最后將原浸沒式進油改成噴油嘴直接供油，再次試車最大連續(xù)轉(zhuǎn)速下最高溫度在86℃以下，跳閘轉(zhuǎn)速下最高溫度91℃左右，較好地滿足了協(xié)議機械試車不大于95℃要求。

在對軸承進行改造的同時，一定要考慮到對機組的振動是否有影響，既要考慮較低的軸承溫度，同時也要考慮機組的長周期運行。

裂解氣壓縮機軸承通過上述一系列方案的改造后，再次試車，軸承溫度進一步降低，徑向軸承溫度和推力軸承溫度降至86℃以下，再次試車設(shè)備數(shù)據(jù)如表3所示，軸承溫度達到最佳效果。

表3 3910 rpm時設(shè)備數(shù)據(jù)