特約撰稿人：兗礦集團(tuán)有限公司李民 趙增玉 呂運(yùn)江 郭良軍

大型離心式壓縮機(jī)軸承積碳怎么辦？

特約撰稿人：兗礦集團(tuán)有限公司李民 趙增玉 呂運(yùn)江 郭良軍

“病癥”：大型離心式壓縮機(jī)軸承積碳。

“問(wèn)診”效果：使得大型離心式壓縮機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行，從深層次上解決了制約瓶頸問(wèn)題。

隨著化工企業(yè)新建化工項(xiàng)目逐漸趨于大型化，大型離心式壓縮機(jī)組的應(yīng)用也就越來(lái)越廣泛，占據(jù)著生產(chǎn)裝置的核心位置，是整個(gè)系統(tǒng)生產(chǎn)裝置安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿(mǎn)、優(yōu)運(yùn)行的關(guān)鍵。現(xiàn)在，大型離心式壓縮機(jī)組盡管在設(shè)計(jì)上和實(shí)際配置上相對(duì)先進(jìn)可靠，監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)也相當(dāng)完備，但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，離心式壓縮機(jī)組也難免會(huì)出現(xiàn)各種形態(tài)的故障，其中軸瓦積碳是多見(jiàn)現(xiàn)象，也制約了壓縮機(jī)組的長(zhǎng)周期、穩(wěn)定運(yùn)行。

積碳成因

大型離心式壓縮機(jī)軸承積碳通常有如下幾方面主要原因。

一是軸瓦溫度過(guò)高。

由于離心式機(jī)組轉(zhuǎn)速高，尤其是增壓機(jī)為多軸式壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速更高，為保證油膜的穩(wěn)定性，可傾瓦設(shè)計(jì)間隙小，在摩擦副中潤(rùn)滑油流量偏小，潤(rùn)滑油帶走的摩擦熱較少，這就使得軸承的溫度偏高，容易造成軸承瓦塊的積碳。

二是潤(rùn)滑油運(yùn)行過(guò)程中形成“漆膜”。

漆膜金屬表面的吸附機(jī)理

“漆膜”的產(chǎn)生加快了積碳在瓦塊上的形成。漆膜的形成是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。隨著潤(rùn)滑油的氧化并不斷惡化，氧化物產(chǎn)出并開(kāi)始聚合，逐漸產(chǎn)生可溶的、有極性的軟性污染物（抗氧化劑及基礎(chǔ)油的降解物），并溶于潤(rùn)滑油中。在特定的溫度和壓力下其濃度達(dá)到飽和，就會(huì)析出沉淀在機(jī)械系統(tǒng)的各個(gè)地方，尤其是金屬表面，如軸承、齒輪上，形成漆膜。而漆膜導(dǎo)致的軸瓦溫升又進(jìn)一步促進(jìn)了油的氧化。

如果油中的軟性污染物（漆膜前身）溶解度下降，在金屬表面已析出的漆膜就會(huì)開(kāi)始溶解，通過(guò)降低溶解濃度可以降低漆膜在金屬上的沉積，因此，金屬表面吸附的漆膜可以通過(guò)降低油品中的軟性物質(zhì)濃度，予以去除或控制。

漆膜產(chǎn)生的原因主要有以下幾個(gè)方面：

油品氧化。油品在使用過(guò)程中與空氣和金屬材料接觸并處于一定的溫度條件，潤(rùn)滑油氧化產(chǎn)生的極性物質(zhì)如醛、酮、酸以及縮聚產(chǎn)物微溶于油中，當(dāng)極性物質(zhì)的含量超過(guò)了潤(rùn)滑油的溶解度或溫度下降后，就會(huì)沉積起來(lái)，形成油泥和漆膜。

高溫降解和微燃燒。有氧條件下潤(rùn)滑油時(shí)刻發(fā)生降解反應(yīng)，隨著溫度的升高降解速度加快。運(yùn)行中，潤(rùn)滑油還會(huì)受到絕熱壓縮（微燃燒），這種情況的發(fā)生是由于潤(rùn)滑油會(huì)溶解一定量的空氣，當(dāng)超過(guò)溶解極限后，進(jìn)入油液的空氣以懸浮方式存在油品中，當(dāng)潤(rùn)滑油進(jìn)入摩擦副高壓區(qū)域時(shí)，這些氣泡受到快速擠壓（絕熱壓縮）而爆裂，由此釋放的能量可以使微小區(qū)域內(nèi)的潤(rùn)滑油溫度達(dá)到1000℃以上。在此溫度下，潤(rùn)滑油發(fā)生熱裂解，基礎(chǔ)油和添加劑同時(shí)被降解，導(dǎo)致漆膜生成。

油品精制過(guò)程影響。汽輪機(jī)油主要由基礎(chǔ)油和添加劑兩部分構(gòu)成，其中基礎(chǔ)油占85%以上。因此，基礎(chǔ)油對(duì)汽輪機(jī)油的性能有很大的影響。I類(lèi)基礎(chǔ)油采用溶劑精制工藝制得，含有一定的芳烴，II類(lèi)、III類(lèi)基礎(chǔ)油采用加氫工藝制得，但由于II類(lèi)、III類(lèi)基礎(chǔ)油在精制過(guò)程中幾乎除去了所有的芳烴，因此，大大降低了油品對(duì)膠質(zhì)、油泥的溶解度，一旦油品衰變達(dá)到一定程度后，極易出現(xiàn)油泥、膠質(zhì)。

解決軸承積碳需“對(duì)癥下藥”

針對(duì)軸承溫度過(guò)高的問(wèn)題，增加潤(rùn)滑油流量，降低瓦溫，是最有效的方式，具體可采取以下措施：

①在可傾瓦的出油邊中間部位80%長(zhǎng)度上手工刮削不大于10mm的5°～10°倒角，以不超越軸頸接觸線(xiàn)為準(zhǔn)，增加回油量。

②將軸瓦外側(cè)擋油圈的內(nèi)孔直徑擴(kuò)大0.1～0.2mm。

③在主承載軸承瓦塊開(kāi)直槽或T形槽，增大油囊，增加潤(rùn)滑油的進(jìn)油量（需注意的是，對(duì)軸瓦進(jìn)行改造時(shí)需校核軸瓦比壓在其允許范圍內(nèi)）。

潤(rùn)滑油的品質(zhì)嚴(yán)重影響軸瓦的使用壽命，在潤(rùn)滑油管理上要采取以下措施：

①定期分析潤(rùn)滑油的各項(xiàng)指標(biāo)。定期分析潤(rùn)滑油指標(biāo)與原壓縮機(jī)制造廠(chǎng)提出的潤(rùn)滑油要求進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，制訂針對(duì)性措施，確保機(jī)組處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)。由于油品中的添加劑在運(yùn)行過(guò)程中消耗速度大于油品消耗速度，導(dǎo)致油品品質(zhì)呈明顯下降趨勢(shì)，根據(jù)油品添加劑消耗及油品狀況，補(bǔ)充添加劑，恢復(fù)油品性能指標(biāo)。

②保證良好的抗泡性和空氣釋放性等特點(diǎn)。需定期檢查潤(rùn)滑油的空氣釋放值并校核油品在油箱內(nèi)的停留時(shí)間，確保為合格狀態(tài)。同時(shí)也需檢查油品的抗泡值，確保在合格范圍內(nèi)。由于空氣釋放值是油品的固有特性，一般添加劑無(wú)法改善，故油品在油箱內(nèi)的停留時(shí)間決定了油品中空氣的釋放程度，為避免油品攜帶超標(biāo)的氣泡進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)摩擦副，導(dǎo)致潤(rùn)滑狀況劣化，必須確保油品在油箱中的停留時(shí)間大于潤(rùn)滑油空氣釋放所需的時(shí)間，讓氣泡有足夠時(shí)間逸出排掉，且油箱必須確保微負(fù)壓狀態(tài)。

③定期進(jìn)行油品的漆膜傾向指數(shù)測(cè)定。目前檢測(cè)公司、油品研究機(jī)構(gòu)研究了多種檢測(cè)漆膜的方法，比較有效且被ASTM標(biāo)準(zhǔn)采納的測(cè)試方法是MPC值測(cè)試法(ASTMD7843-2012)，測(cè)量在用油的漆膜傾向指數(shù)。該方法通過(guò)對(duì)在油中不溶物含量的測(cè)定，評(píng)判漆膜傾向指數(shù)。其標(biāo)尺如下：

漆膜傾向指數(shù)評(píng)判參照表

根據(jù)檢測(cè)數(shù)值及時(shí)聯(lián)系專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)家去除“漆膜”隱患，目前比較常用的去除漆膜方法主要有“平衡電荷凈化法”和“離子交換樹(shù)脂法”。

④選用純合成油作為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑油。由于目前大多采用多軸齒輪式壓縮機(jī)，軸瓦溫度普遍較高（約90～100℃），軸瓦溫度≤85℃時(shí)采用礦物油作為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑油可以在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保障潤(rùn)滑效果，≥60℃時(shí)每升高10℃礦物油老化速度將升高1倍，積碳速度亦成倍增加；軸瓦溫度≥85℃尤其≥95℃時(shí)，最好選用純合成油作為基礎(chǔ)油的潤(rùn)滑油。

以上是公司多臺(tái)大型離心式壓縮機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中曾經(jīng)出現(xiàn)的軸瓦積碳問(wèn)題，經(jīng)過(guò)廣泛調(diào)研，深入分析，針對(duì)性采取的措施，實(shí)踐證明十分有效。為裝置大型離心式壓縮機(jī)穩(wěn)定可靠運(yùn)行從深層次上解決了制約瓶頸問(wèn)題。