閻峰華

（大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶163714）

壓縮機(jī)潤滑油泵倒泵故障的原因分析及處理方案

閻峰華

（大慶石化公司化肥廠，黑龍江大慶163714）

某化肥廠合成氨裝置合成氣壓縮機(jī)潤滑油泵倒泵時(shí)，出現(xiàn)調(diào)速油油壓不足、機(jī)組停機(jī)、聯(lián)鎖動(dòng)作故障。文中分析了造成裝置停車的原因，結(jié)合裝置的實(shí)際運(yùn)行情況提出了處理方案，故障現(xiàn)象得以解決。

合成氣壓縮機(jī)；潤滑油泵；倒泵；跳車

某化肥廠的合成氣壓縮機(jī)103J的潤滑油系統(tǒng)由2臺(tái)泵提供動(dòng)力，主泵為蒸汽透平驅(qū)動(dòng)，透平2側(cè)連接主潤滑油泵和主密封油泵，輔泵作為備用泵，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，2側(cè)連接輔潤滑油泵和輔密封油泵。經(jīng)過泵后的油壓達(dá)到0.9～1.1 MPa，經(jīng)過冷卻器、過濾器后，油溫降至50℃左右。

1 工藝流程

潤滑油分為3路：1路由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)閥LRA84控制油壓0.11 MPa左右，作為機(jī)組潤滑油；2路作為高壓、中壓透平的調(diào)速油，要求壓力0.6～1.2 MPa；3路經(jīng)過密封油泵后，油壓升至8.2～8.6 MPa，經(jīng)過過濾器后送往高位油槽作為高、低壓缸密封油使用，各支路配有0.6 MPa的氮?dú)庑顗浩鳌５?009年機(jī)組電調(diào)改造以來，主油泵倒到輔油泵運(yùn)行時(shí)，多次出現(xiàn)機(jī)組跳車、裝置停工的事故［1］。

2 故障現(xiàn)象

2009～2017年，主泵倒到輔泵時(shí)，多次因?yàn)檎{(diào)速油壓低造成機(jī)組跳車。

（1）主泵運(yùn)行時(shí)，主泵出口壓力、密封油壓、調(diào)速油壓等均在指標(biāo)范圍內(nèi)，啟動(dòng)輔油泵后，主、輔泵出口壓力略有沖高，很快回落都低于主泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的壓力，主、輔密封油壓力快速上升高于主泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的壓力［2］。

（2）主、輔泵運(yùn)行穩(wěn)定，停主泵時(shí)，主、輔泵出口壓力及調(diào)速油壓隨停泵快速下降至一個(gè)低值（＜350 kPa聯(lián)鎖動(dòng)作值）后，回升至正常范圍。主、輔密封油壓力滯后下降至單泵運(yùn)行的壓力，主泵停泵時(shí)采取關(guān)閉透平主汽閥的方式時(shí)滯后4 s，采取透平打閘的方式滯后2 s。

（3）調(diào)速油壓下降至470～480 kPa時(shí)，103J轉(zhuǎn)速開始快速下降，直至200 r/min，機(jī)組失速聯(lián)鎖動(dòng)作，103J跳車。期間查各運(yùn)行參數(shù)，均未達(dá)到103J各跳車聯(lián)鎖值。

3 故障原因分析

3.1 油路油量

分析單泵運(yùn)行、倒泵時(shí)各路油壓數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)單泵運(yùn)行時(shí)，主（輔）泵出口壓力、調(diào)速油壓接近指標(biāo)下限，密封油量還有少量富余，通過調(diào)節(jié)返回油箱。倒泵時(shí)，調(diào)速油壓下降最快。為此，對(duì)電泵單泵運(yùn)行時(shí)的各路油量進(jìn)行估算。輔泵穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電機(jī)電流82 A，電壓380 V，電機(jī)效率70%，輔泵出口壓力0.86 MPa，密封油壓9.0 MPa。

設(shè)總潤滑油量為Q，按照做功的原理計(jì)算：

總潤滑油流量Q=31.4 m3/h，密封油量6.2 m3/h

設(shè)計(jì)總潤滑油流量為39.8 m3/h，密封油量為5.6 m3/h。計(jì)算的總流量低于設(shè)計(jì)值，密封油量高于設(shè)計(jì)值，與運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)象相符。結(jié)合主（輔）泵出口壓力、調(diào)速油壓靠近指標(biāo)下限，說明單泵運(yùn)行時(shí)潤滑油泵打量不足［3］。

3.2 倒泵時(shí)的現(xiàn)象分析

啟動(dòng)輔油泵后，主、輔泵出口壓力略有沖高，很快回落都低于主泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的壓力，主、輔密封油壓力快速上升高于主泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí)的壓力，再查輔泵起泵時(shí)油箱液位變化不明顯，測(cè)單線油冷器、過濾器壓差約0.2 MPa。判斷認(rèn)為由于主、輔泵的打量不足，泵出口阻力大，起輔泵后，潤滑油總流量沒有增加，但密封油泵為齒輪泵，雙泵打量增加，密封油壓上升。造成主、輔泵出口壓力下降，調(diào)速油壓下降。

在停主泵工況下：

（1）采取關(guān)主汽閥的方式，主泵潤滑油泵為離心泵，下降至一定轉(zhuǎn)速不再打量，但此時(shí)齒輪泵仍然打量，造成輔泵出口壓力快速下降，同時(shí)調(diào)速油壓快速下降，機(jī)組跳車。主泵停后，輔泵出口壓力及調(diào)速油均上升至正常。

（2）采取透平打閘的方式，齒輪泵停止打量滯后約2 s，造成調(diào)速油壓低，機(jī)組跳車。

（3）調(diào)速油壓下降至470～480 kPa時(shí)，103J轉(zhuǎn)速開始快速下降，直至200 r/min，失速聯(lián)鎖動(dòng)作，103J跳車。判斷高、中壓透平的速關(guān)主件由于調(diào)速油壓下降，出現(xiàn)關(guān)閉的現(xiàn)象，造成機(jī)組停機(jī)。

存在問題：高壓透平切斷入口蒸汽后，高壓蒸汽系統(tǒng)壓力將會(huì)快速上升超壓，透平出口的中壓蒸汽中斷，造成一段爐水碳比快速下降，聯(lián)鎖動(dòng)作，裝置停車。由于103J出口沒有單向閥，高壓缸出口的工藝氣瞬間倒灌，機(jī)組反轉(zhuǎn)并超速［4］。

4 處理方案

（1）對(duì)主、輔泵的潤滑油泵進(jìn)行擴(kuò)能，增大葉輪尺寸，提高總油量。

（2）并聯(lián)潤滑油泵出口的2組油冷器、油過濾器，降低阻力0.09 MPa，提高正常運(yùn)行時(shí)主泵出口壓力、調(diào)速油壓，提高倒泵時(shí)調(diào)速油壓在停1臺(tái)泵時(shí)出現(xiàn)下降的安全邊際。同時(shí)解決夏季油冷器能力不足，油溫高的難題［5］。

（3）在密封油線路上增加1條至調(diào)速油蓄壓器的帶自力式調(diào)節(jié)閥及管線（Φ20），見圖1。

圖1 新增管線后的密封油線路

正常運(yùn)行時(shí)，增加密封油壓、調(diào)速油壓的調(diào)節(jié)手段。倒泵時(shí)，高出的密封油壓通過新增返回線平衡到調(diào)速油管路，解決停泵時(shí)，潤滑油壓與調(diào)速油壓下降的問題。

（4）將調(diào)速油壓跳車聯(lián)鎖值由350 kPa提高至480 kPa，解決機(jī)組停機(jī)，高壓、中壓蒸汽系統(tǒng)及工藝系統(tǒng)出現(xiàn)的連帶問題。

5 結(jié)束語

2017年4月后，裝置采取了泵進(jìn)行擴(kuò)能、并聯(lián)潤滑油泵、在密封油線路上新增加管線和提高油壓跳車聯(lián)鎖值4項(xiàng)措施，徹底解決了主泵倒到輔泵時(shí)，調(diào)速油壓低造成機(jī)組跳車。解決了多年來困擾裝置平穩(wěn)生產(chǎn)的故障。

［1］吳德榮，汪鎮(zhèn)安.化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)（上冊(cè)）［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016：936-937.

［2］高峻嶺.103-J合成氣壓縮機(jī)危險(xiǎn)性分析［J］.安全、健康和環(huán)境，2003（3）：35-36.

［3］周建國.電動(dòng)給水泵倒轉(zhuǎn)的原因分析及處理［J］.工程技術(shù)，2016（11）：272-274.

［4］陳永雄.給水泵倒轉(zhuǎn)的原因分析及處理［J］.廣東電力，2012，25（12）：115-119.

［5］陳躍明.600 MW機(jī)組給水泵小汽輪機(jī)潤滑油進(jìn)水原因分析及處理［J］.上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2009，25（4）：342-345.

Cause analysis and treatment scheme of switching fault of lubricating oil pump in air compressor

Yan Fenghua
（Chemical Fertilizer Plant of Daqing Petrochemical Company，Daqing 163714，China）

During switching of lubricating pump in the synthetic air compressor of a synthetic ammonia plant,speed governing oil pressure was insufficient,compressor shut down,interlock acted.This paper analyzed the causes for the plant shutdown,and proposed treatment scheme combined with the actual operation condition of the plant,the fault phenomenon was eliminated.

synthetic gas compressor;lubricating oil pump;pump switching;tripping

TQ113.25

B

1671-4962（2017）04-0034-02

2017-06-14

閻峰華，男，工程師，2001年畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)從事化肥裝置生產(chǎn)管理工作。