摘 要:该文在分析了大型活塞式压缩机传动机构润滑系统所存在问题的基础上, 提出了具体改造方 案, 先后对三套大型活塞式压缩机传动机构润滑系统进行了技术改造。运行结果表明, 改造方案切实有效, 采用改造后的润滑系统不但提高了传动机构的润滑效果, 大大降低了事故率, 而且确保了压缩机的长周期安 全运行。

1 前言

大型活塞式压缩机是我国一些工业企业装置中诸 如芳烃联合装置 、加氢精制装置等的关键设备, 其运行 效果直接影响企业的经济效益 。润滑是大型活塞式压 缩机正常运行的重要因素, 根据压缩机中需要润滑的传动机构部分的润滑主要包括主轴承与主轴径、连杆 大头瓦与曲柄销 、活塞销或十字头销与连杆小头套 、十 字头与滑道等摩擦副。在装置运行过程中, 传动机构 不仅要将驱动机的回转运动转换为活塞的往复直线运 动, 而且还是传递动力的机构, 承受很大的交变载荷与 摩擦。显然, 传动机构的良好润滑可以减轻摩擦、降低 磨损, 确保压缩机长周期安全运行。 

2 传动机构润滑系统及其存在的问题 

2.1 润滑系统 目前中国石油石化一些企业装置中大型活塞式压 缩机传动机构的润滑系统主要由润滑油箱 、主液压泵、 辅助液压泵 、油冷却器、油过滤器、阀门以及管路等部 分组成 。采用压力进行循环润滑, 主液压泵直接由曲 轴一端的外伸轴驱动 (亦称轴头泵 ), 这可保证只要压 缩机运转便肯定有润滑油的润滑。润滑油通过齿轮液 压泵输送至传动机构运动部件的各个摩擦表面, 并带 走摩擦副产生的摩擦热。 

2.2 存在的问题 从 2006年到 2009年我们先后对中国石油辽阳石 化分公司聚酯厂芳烃联合装置重整氢增压机 K201A/ B、炼油厂加氢裂化装置新氢压缩机 C1102C/D和 C1102A/B等三套大型活塞式压缩机传动机构的润滑系统出现的问题进行了综合分析, 其共同存在的问题有:

( 1) 轴头主液压泵故障率高, 主液压泵的齿轮液 压泵运行不稳定, 运转噪声大, 密封不好; 

( 2) 主液压泵由压缩机曲轴直接驱动, 主液压泵 出现故障需要压缩机停车才能检修, 严重影响生产 ; 

( 3) 油过滤器过滤效果不好, 易漏油 ; 

( 4) 油路中无压力调节阀, 整个油路容易出现油 压波动大、油压偏低的情况 。 由于出现上述问题, 导致压缩机机组停车, 使得整 个装置无法正常运转, 给企业造成了巨大的经济损失。 因此, 对大型活塞式压缩机传动机构的润滑系统必须 采取改造措施。 

3 改造方案的建立及其实施 

根据企业对生产装置中大型设备长周期安全运行 的要求, 建立的改造方案应满足的条件是 :具有安全可 靠性, 供油系统应连续 、均匀、可靠, 在运行中遇到问题 时应有联锁停车装置和保证惯性运行至停止和温度降 低到装置允许范围的设施, 不允许有任何油滴漏在装 置外的现象 ;具有监测调控性, 选用的仪表信号在现场和控制室均能反应, 预警装置反应灵敏, 供应润滑油的 温度、压力应能调节和恒定 ;具有清洁稳定性, 系统过 滤要好, 机械杂质的含量不允许超标, 事故率低, 运行 周期长 。为此, 确定了如下改造方案 。 

3.1 改造方案 

( 1) 取消轴头主液压泵;

( 2) 采用两台自带电机的螺杆泵, 互为主 、辅液 压泵;

( 3) 油过滤器采用新型双筒网式过滤器 ; 

( 4) 增设压力调节阀, 确保油压稳定 。 进行差压报警、油压高 、油压低 、油压低低报警并 联锁控制。 按照改造方案确立了传动机构新的润滑循环系 统, 其循环油路如图 1所示。该套系统的整体配置较 高, 工作性能稳定, 结构紧凑, 操作方便。

       首先选用两台同型号的卧式三螺杆泵作为润滑液 压泵, 并联安装于传动机构的润滑系统, 它们互为主、 辅泵, 由各自电动机驱动。 主液压泵由自带电机驱动, 虽然增加了设备投资, 但与因事故导致停车所造成的损失相比要少得多。不 用曲轴驱动主液压泵, 可以使其操作 、维修灵活方便, 能够确保系统的长周期安全运行。 另外, 螺杆泵的工作性能要比齿轮泵好。齿轮液 压泵易磨损, 运行周期越长密封面磨损越严重, 泄漏也 越严重, 使液压泵的出口压力降低, 流量减少, 并使传 动机构部分的主轴承和主轴径 、连杆大头瓦和曲柄销、 活塞销或十字头销和连杆小头套、十字头和滑道等摩 擦副润滑不足, 甚至出现干摩现象, 严重影响了传动机 构的润滑效果。 三螺杆泵虽然也是容积泵, 但几乎无脉动, 压力和 流量均匀, 密封性能好 ;传动平稳, 经久耐用, 振动小, 噪音低 ;工作安全可靠, 效率高 。我国以前的螺杆泵制 造水平较低, 加工成本高, 造价高, 在使用上受到了很大限制 。随着机械制造业水平的提高, 螺杆泵的使用 越来越普遍 。

       采用两台自带电机并联安装于压缩机传 动机构润滑系统的螺杆泵不但消除了因主液压泵出现 故障时的停车现象, 同时, 使传动机构的润滑效果得到 了很大提高 。 采用带三通切换阀的双联过滤器取代老式过滤 器, 在压缩机运行过程中实现不停机切换。过滤器滤 芯采用筒式结构, 骨架材料为不锈钢, 具有强度高, 通 油能力大, 过滤可靠, 便于清洗等特点, 能有效保证润 滑系统的可靠运行。 自力式压力调节阀不需要任何外加能源, 利用被 调气体自身能量可实现自动调节, 不但结构紧凑, 还可 节约能源, 并可在线调整压力。自力式压力调节阀采 用快开流量方式, 具有压力平衡功能, 灵敏度高, 低噪 音, 性能可靠等特点。为此在液压泵出口, 增设自力式 压力调节阀进行压力初调, 采用与油箱连接的旁路, 使 阀前压力稳定在系统规定的压力范围 ;在进入压缩机 各润滑点之前, 增设自力式压力调节阀实现压力终调, 使阀后压力稳定在规定的压力范围。保证了润滑系统 供油压力的稳定 。 

3.2 方案实施 

       2006年以来, 对某聚酯厂芳烃联合装置重整氢增 压机 K201A/B、炼油厂加氢裂化装置新氢压缩机 C1102C/D和 C1102A/B等三套大型活塞式压缩机传 动机构润滑系统进行了改造, 以炼油厂加氢裂化装置 新氢压缩机 C1102A的传动机构润滑系统为例, 该压 缩机型号为 4M50-24.5/23-192-BX, 其传动机构润滑 系统的技术参数见表 1。

对该润滑系统实施的改造措 施为:采用两台型号同为SNH120R46U12.1W2的三螺 杆液压泵取代原有的 RCB-200人字齿轮液压泵;选用 TSFH-A600X25F2.5S双联润滑油过滤器取代老式油 过滤器 ;增加 802PANS150#SCPH2 40A×20A和 801P ANS150#SCPH2 40A×25A两个自力式压力调节阀与 原系统的油冷却器、阀门和管路等组成新的传动机构润滑系统。

       两台三螺杆液压泵互为主辅, 一台工作一台备用, 当油压低于 0.25 MPa时辅助油泵启动, 润滑油冷却器 将润滑油冷却至 45 ℃, 进入双联油过滤器, 润滑油站 出口管路上设有压力开关用来测量润滑油出口的压 力, 进行压力高 ( 0.4 MPa)报警、压力低 ( 0.25 MPa)报 警 、压力低低 ( 0.20 MPa)报警, 并联锁停机 。 改造后的压缩机传动机构润滑系统的运行数据如 表 2所示。通过改造, 解决了炼油厂加氢裂化装置新 氢压缩机 C1102A的传动机构润滑系统轴头主液压泵 故障率高, 密封不好;主液压泵出现故障检修困难;过 滤器过滤效果不好;油路容易出现油压不稳定等困扰 机组运行的难题, 设备运行至今尚未发生过因传动机 构润滑系统事故而停车的现象, 改造措施令人满意 。

4 结论

通过对大型活塞式压缩机传动机构润滑系统的改 造实践可以看出, 改造方案设计合理, 润滑设备配置安 全可靠, 有效地提高了传动机构的润滑效果, 保证了装 置的长周期 、安全可靠运行 。