稀油集中潤滑系統(tǒng)油溫高的原因分析與處理

曹海江

（新疆八一鋼鐵有限公司，烏魯木齊 830000）

為減少機器設備故障，延長機器的使用壽命，降低能耗，提高效率，汽輪發(fā)電機組、壓縮機組均按照整套設備潤滑需求、工況及地理環(huán)境條件進行集中潤滑的綜合設計，包括潤滑系統(tǒng)的形式、組成潤滑系統(tǒng)的各種裝置及管閥等。根據(jù)機器的結構和運行特點，選擇滿足安全穩(wěn)定運行的潤滑油。但是，在實際應用過程中，潤滑系統(tǒng)狀態(tài)不佳會導致潤滑油的理化指標在某些條件下偏離設計值，出現(xiàn)設備故障。其中，運行過程中潤滑油溫升過高導致的機器設備故障是一種較為常見的故障。過高的潤滑油溫度會降低潤滑油的黏度，使整個機組的油膜變薄或者無法建立，引起液體潤滑失效，加劇軸瓦磨損，或者增大機組振動，導致機組無法穩(wěn)定運行，甚至造成軸瓦在很短的時間里發(fā)生擦傷、膠合甚至整機損毀。潤滑油溫度過高還會加快潤滑油氧化變質(zhì)速度，縮短潤滑油的使用壽命[1]。在潤滑系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)共用一個油箱的機組中，氧化變質(zhì)會生成酸性物質(zhì)及一些難溶物和沉淀物，如油泥和漆膜等。這些物質(zhì)進入調(diào)速系統(tǒng)，會造成調(diào)速系統(tǒng)延遲卡頓、卡死，嚴重時損壞調(diào)速系統(tǒng)[2-3]。這些物質(zhì)若黏附在軸瓦、冷卻器管表面，還會影響潤滑及介質(zhì)換熱，導致部件無法正常運行?？梢?，良好的潤滑油溫度是機器設備安全運行必不可少的條件。一般汽輪機發(fā)電機組、壓縮機組潤滑油的溫度控制在35 ～45 ℃，不僅可以為機組軸瓦提供有效的潤滑和冷卻，也能保證整臺機組的穩(wěn)定運行。在機械設備生產(chǎn)運行期間保持各部件功能精度的同時，將油溫控制在正常范圍內(nèi)也是確保設備穩(wěn)定運行的關鍵。稀油集中潤滑油系統(tǒng)中的冷卻功能是確保主機設備安全和穩(wěn)定運行的前提之一。

1 稀油集中潤滑系統(tǒng)簡介

稀油集中潤滑系統(tǒng)是一種壓力循環(huán)供油系統(tǒng)，供油量充足，可以保證需油量大、數(shù)量多、相對布置分散的潤滑點及時得到潤滑。潤滑油的循環(huán)流動可帶走潤滑點因摩擦、擠壓產(chǎn)生的熱量和摩擦產(chǎn)生的金屬顆粒等機械雜質(zhì)，使?jié)櫥褪冀K發(fā)揮良好的效果，降低摩擦，減少功耗，延長設備使用壽命。但是，集中潤滑系統(tǒng)的維護管理相對復雜，油站上設備多，關聯(lián)性強，調(diào)整也較為困難。任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都可能造成整個潤滑系統(tǒng)的失靈，甚至導致設備故障。稀油集中潤滑系統(tǒng)如圖1 所示，通常包括油箱、主油泵、事故油泵、冷卻器、過濾器、自力式壓力調(diào)節(jié)閥、自動溫控閥、油管路及閥門、冷卻水管路及閥門、控制裝置及儀表、指示、報警及監(jiān)測裝置等，以調(diào)節(jié)和控制潤滑系統(tǒng)中的流量、壓力、溫度、雜質(zhì)濾清等，使整個系統(tǒng)的工作安全可靠。

圖1 稀油集中潤滑油站簡圖

2 潤滑油溫高的原因分析、判斷及處理

在稀油集中潤滑系統(tǒng)運行過程中導致潤滑油溫度升高的原因很多，存在一果多因的情況。需要掌握潤滑系統(tǒng)的工作原理、系統(tǒng)中各裝置的作用及相互關系，從而找出潤滑油溫度升高的原因。新疆八一鋼鐵有限公司有汽輪發(fā)電機、汽拖空壓機、氧氮透平壓縮機等40 余臺大型旋轉(zhuǎn)機組，均采用稀油集中潤滑系統(tǒng)對機組潤滑。這些系統(tǒng)中使用的冷油器有列管式冷油器和板式冷油器兩種形式[4]，采用循環(huán)水作為冷卻介質(zhì)。冷熱介質(zhì)通過冷卻管或冷卻板片進行隔離與換熱。冷油器和與之相連的冷卻水管閥的狀態(tài)，對降低潤滑油溫度具有關鍵作用。在實際的生產(chǎn)應用過程中，有多臺機組發(fā)生過潤滑油溫高的問題。經(jīng)過分析與總結發(fā)現(xiàn)，發(fā)生潤滑油溫高問題的原因主要有5 個方面。下面結合稀油站的運行參數(shù)介紹判斷這些問題的方法和采取的處理措施。

2.1 冷油器臟污或故障

冷油器作為稀油潤滑系統(tǒng)降低油溫的關鍵裝置，油側或水側臟污結垢會直接影響冷熱介質(zhì)的換熱效果[4]。運行過程中，在冷卻水溫度、壓力正常的情況下，冷油器運行參數(shù)上表現(xiàn)為冷卻水進出口溫差小和出口油溫高。另外，對于多流程列管式冷油器，還需要考慮是否出現(xiàn)進水室與回水室之間隔板的密封失效，導致進回水短路，部分冷卻水沒有經(jīng)過換熱流回水池。針對這種情況，可以綜合考慮參數(shù)的變化是長期形成的還是短期突然出現(xiàn)的，以及近期是否進行了檢修等，提高對問題判斷的準確性。如果冷油器有雜物進入，會直接影響冷油器的進水量，在冷油器運行參數(shù)上表現(xiàn)為冷卻水進出口溫差大、出口油溫高的情況。處理這類問題需要對冷油進行解體，通過物理方法或化學方法清除污垢，更換損壞的密封墊，從而達到良好的效果。

2.2 冷卻水管閥故障

冷卻器水側的閥門控制著冷卻水進水和出水，其是否正常直接影響冷卻水的供應。冷卻水的進回水閥的閥芯脫落或是松動，可能會造成進入的冷卻水流量變少，導致冷油器運行效果差。在換熱效果正常的情況下，進出口閥門閥芯松動或脫落的原因不同，在運行參數(shù)上表現(xiàn)不同。例如，進口閥門松動，冷卻水流量減少，會出現(xiàn)冷油器進水壓力明顯低于進水母管壓力的情況，進出口溫差大，出口油溫高；出口松動冷卻水流量減少，則會出現(xiàn)冷油器回水壓力明顯高于回水母管壓力，進出口溫差大，出口油溫高；極端情況下，閥芯完全脫落，造成冷卻水中斷。故障情況越嚴重，壓力變化越明顯。因此，在油站運行過程中要關注冷油器的閥門是否正常。如果判斷發(fā)生故障，則需要及時進行維修和更換。若不具備停機檢修條件，可以帶壓開孔接管繞過故障閥門，使冷卻水供水量恢復到正常水平，從而控制潤滑油溫度。長期運行的冷卻水管閥還存在管道腐蝕結垢導致前置過濾器堵塞的情況，表現(xiàn)與上述類似。

2.3 溫控閥故障

溫控閥是用于控制液體或氣體流動的閥門，它可以根據(jù)預先設定的溫度范圍自動調(diào)節(jié)開度，實現(xiàn)控制流體的溫度。新疆八一鋼鐵有限公司使用的AMOT內(nèi)感式溫控閥，采用“混流式”安裝在系統(tǒng)中，即將各潤滑點流回的高溫潤滑油與經(jīng)冷油器冷卻過的潤滑油自動按照一定的比例進行混合，從而達到預先設定溫度。它根據(jù)“膨脹石蠟”原理進行工作。感溫元件的溫度是預先設定好的，無須調(diào)節(jié)。如果系統(tǒng)溫度需要改變或感溫元件損壞，則需要替換感溫元件。當發(fā)現(xiàn)溫控閥出口的油溫遠高于冷油器出口溫度或潤滑油溫突然升高時，要檢查溫控閥的工作狀況是否正常[5]?？梢圆鹣赂袦卦ζ浼訜幔绻麥囟壬仙敆U被推動，溫度下降時在彈簧回彈作用下能復位，說明此感溫元件工作正常，反之需要更換。在沒有條件檢修的情況下，可以先打開旁路人工調(diào)節(jié)油溫。溫控閥是一個重要部件，能夠自動調(diào)節(jié)保持潤滑油溫度穩(wěn)定，從而保證設備的正常運行。在實際生產(chǎn)中，需要加強溫控閥維護和檢查。

2.4 冷熱介質(zhì)溫度異常

超過冷油器設計參數(shù)的冷熱介質(zhì)，也是導致潤滑油溫高的原因之一。設備運行過程中，軸承異常發(fā)熱、汽輪機軸封漏氣量大以及電加熱器誤投等，均會導致油溫升高，需要確定原因進行相應處理。另外，車間或油站周圍通風不良、溫度過高以及天氣炎熱冷卻水溫度高，都會對潤滑油的溫度造成影響。冷卻水溫度可以通過增開塔池風機或塔池補水從冷油器進口補的方式來緩解。若要根本解決，還需要系統(tǒng)考慮。

2.5 操作不當

在稀油集中潤滑系統(tǒng)使用中，因操作不當引起的油溫高問題時有發(fā)生。例如，冷卻水閥門沒有全開或誤關，直接影響冷卻水的水量，表現(xiàn)與管閥故障情況相似。在排查故障前，可以先進行確認排除。再如，誤投油箱電加熱器或開機油溫達標后忘記停止。又如，冷油器檢修或排空介質(zhì)后再次投入使用時沒有進行排氣操作，會在冷油器內(nèi)部積聚大量空氣。由于氣體的換熱系數(shù)遠低于液體，導致系統(tǒng)中冷油器換熱效率急劇下降，影響介質(zhì)流量和冷卻效果，油溫升高。日常管理中一方面要做好職工技能、責任心、標準化操作的培養(yǎng)，另一方面要做好閥門的開關標識和命名管理，最大限度地降低此類事件的發(fā)生概率。

3 加強稀油集中潤滑系統(tǒng)和相關系統(tǒng)的日常保養(yǎng)與維護

稀油集中潤滑系統(tǒng)能否正常起到降低油溫的作用，涉及其內(nèi)部、外界等多方面。要想降低故障率，延長使用周期，在日常使用過程中必須加強其本身及與之相關設備的日常維護保養(yǎng)。要做好各軸承及用油點異常發(fā)熱故障的分析處理，做好蒸汽管道等熱源的隔離保溫，做好冷卻塔冷卻風機、冷卻水循環(huán)泵日常維護和保養(yǎng)，做好冷卻器的進回水管閥等關鍵部件定時清理、更換。要關注日常潤滑油理化指標，做好對冷卻水水質(zhì)的管理。要及時更換超指標、變質(zhì)的潤滑油，定期清理油箱。要加強冷卻水濁度、硬度、濃縮倍數(shù)、排污等水質(zhì)管理，延長稀油站冷油器的使用周期。

導致油溫升高的原因很多。部分原因是在長期運行中累積形成的，如冷卻器結垢、密封圈老化，管閥銹蝕等，不易被發(fā)現(xiàn)和排除。設定合理的檢維修標準和檢修周期，也是一種有計劃預防突發(fā)故障的方法。

4 重視運行參數(shù)監(jiān)測與分析

設計稀油集中潤滑系統(tǒng)時，為便于觀察與調(diào)整，一般配備了儀表、指示、報警及監(jiān)測裝置。在稀油集中潤滑系統(tǒng)的使用過程中發(fā)現(xiàn)，許多故障的產(chǎn)生是有過程、有先兆的。很多故障的產(chǎn)生是由于初期對日常運行數(shù)據(jù)的分析判斷不足，導致狀態(tài)不斷惡化，最終造成主機設備的安全運行受到影響或停機，如冷卻器熱介質(zhì)、冷卻水量、溫度、壓力的變化等，需要及早發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免突發(fā)故障。為了提高監(jiān)測分析的效率，減輕工作量，可以根據(jù)運行的實際情況和標準設定預警值，編制預警系統(tǒng)。要分析判斷需要關注的參數(shù)，當參數(shù)發(fā)生異常時觸發(fā)報警，從而加強對系統(tǒng)運行狀況的監(jiān)管和預判。

5 結語

介紹稀油集中潤滑油站潤滑油溫升高的原因、現(xiàn)象以及處理措施。冷卻器作為油站中降低油溫的核心裝置，故障較多。在實際生產(chǎn)實踐中分析判斷導致潤滑油溫升高的原因時，不僅要厘清主機設備、冷卻器等部件的結構特點和工作原理，還要結合運行參數(shù)分析、日常的操作檢修管理以及相關系統(tǒng)的運行情況對其進行全面檢查，找出產(chǎn)生問題的根本原因并制定正確的故障處理措施。