馬彥，董明，隋文，曲明，郭萬輝，暴中義

（北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)有限公司，遼寧 盤錦 124000）

中國兵器工業(yè)部北方華錦化學(xué)工業(yè)集團(tuán)（以下簡稱華錦）乙烯裝置裂解氣壓縮機(jī)（C1300）、乙烯壓縮機(jī)（C1600）、丙烯壓縮機(jī)（C1650）是華錦的核心設(shè)備，每臺機(jī)組突發(fā)停車，都有可能造成各裝置連鎖停車，損失巨大。華錦集團(tuán)位于遼寧省盤錦市，冬天氣溫最低時(shí)達(dá)-27℃以下。三臺機(jī)組的潤滑都是通過集中潤滑系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，所用潤滑油是某國外公司生產(chǎn)的A牌46優(yōu)質(zhì)汽輪機(jī)油，傾點(diǎn)為-18℃。三機(jī)的油系統(tǒng)用油量大，設(shè)備工況復(fù)雜，現(xiàn)代化程度較高，潤滑油對機(jī)組起著潤滑、密封、調(diào)速等作用，對潤滑油的性能要求較高。當(dāng)環(huán)境溫度低于油品傾點(diǎn)時(shí)，部分較細(xì)管線中的潤滑油流速緩慢容易凝結(jié)，潤滑油系統(tǒng)壓力不足就有可能造成聯(lián)鎖停車。2016年1月23日，乙烯壓縮機(jī)（C1600）潤滑油主油泵突然跳車，導(dǎo)致潤滑油系統(tǒng)壓力低連鎖停車，此次停車造成損失400萬元左右。為避免機(jī)組在發(fā)生類式的事故，應(yīng)盡快尋找到問題的根源，并加以解決。

1 事故分析

事故發(fā)生時(shí)環(huán)境溫度為-26℃左右，低于油品傾點(diǎn)8度。由于潤滑油主油泵突然跳車，導(dǎo)致油系統(tǒng)壓力低，輔助油泵自起。輔助油泵出口至出口截止閥之間管線較細(xì)，管內(nèi)油流動緩慢，造成輔助油泵出口至出口截止閥管線內(nèi)潤滑油凝結(jié)，導(dǎo)致輔助油泵出口管線堵塞，出口壓力過高，安全閥超壓起跳，管線震動，造成螺栓松動，致使安全閥起跳后未回座，潤滑油返回油箱，從而造成乙烯機(jī)油系統(tǒng)壓力過低，油系統(tǒng)油量未得到及時(shí)補(bǔ)充，壓力過低導(dǎo)致機(jī)組聯(lián)鎖停車。

2 解決措施

2.1 礦物油換成合成油

征求壓縮機(jī)廠家意見，廠家認(rèn)為最直接辦法就是換成長壽命合成汽輪機(jī)油。華錦核算了一下，換合成油停車處理時(shí)間長，工藝處理損失過億元。且合成油本身價(jià)格昂貴，三臺機(jī)組換合成油成本約320萬元。

2.2 在線改善機(jī)組潤滑油性能

經(jīng)和潤滑油廠家協(xié)調(diào)溝通，通過按比例加降凝劑降低潤滑油凝點(diǎn)是提高低溫流動性的有效途徑。即在不影響潤滑油性能的前提下，根據(jù)所在地最低環(huán)境溫度，降低其潤滑油傾點(diǎn)，提高潤滑油低溫時(shí)流動性，滿足設(shè)備潤滑要求。

3 改進(jìn)方法

3.1 機(jī)組簡介

乙烯機(jī)是離心式壓縮機(jī)，由沈鼓集團(tuán)首次國產(chǎn)化設(shè)計(jì)制造。該機(jī)組主要由 3MCL528與3MCL524離心壓縮機(jī)、汽輪機(jī)及潤滑油站等組成。整個(gè)機(jī)組由同一潤滑油站提供潤滑油。

3.2 機(jī)組潤滑油系統(tǒng)簡介

機(jī)組潤滑油系統(tǒng)分為壓縮機(jī)潤滑系統(tǒng)、汽輪機(jī)潤滑與調(diào)節(jié)油系統(tǒng)，三個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)油站，由油泵打出，經(jīng)過油冷卻器，油過濾器分配到三個(gè)系統(tǒng)中去，最終又回到油箱，形成一個(gè)閉路循環(huán)。

3.3 改進(jìn)難點(diǎn)要點(diǎn)

現(xiàn)用油品是礦物類汽輪機(jī)油，通常不加降凝劑降低凝點(diǎn)，避免影響汽輪機(jī)油本身優(yōu)質(zhì)性能。

要解決此問題，必須綜合考慮多方因素，如機(jī)組現(xiàn)用潤滑油是否適合加入降凝劑、加什么牌號的降凝劑、如何加降凝劑、比例是多少才能保證對油品性能影響最小等，對設(shè)備安全運(yùn)行影響最小是要點(diǎn)難點(diǎn)。

3.4 潤滑油低溫流動性分析

潤滑油品低溫流動性，是指油品粘度隨溫度降低而增大，其流動性逐漸減小的特性。當(dāng)溫度降低到某一范圍時(shí)，油品可失去正常的流動性，從而發(fā)生凝固現(xiàn)象，這對油的使用影響較大，通常將油的這種性能稱為“低溫流動性能”。

在不同溫度下，潤滑油具有不同的低溫流動性能。在低溫地區(qū)使用的油品要有足夠低的凝點(diǎn)，否則不能保證機(jī)器的正常起動和運(yùn)轉(zhuǎn)。一般要求油品的凝點(diǎn)應(yīng)比使用溫度低一些，油品在比它凝點(diǎn)高約5～15℃左右時(shí)，已失去流動性質(zhì)。

加入降凝劑可在一定范圍內(nèi)降低潤滑油的凝點(diǎn)，但降凝劑只在含有少量蠟的油品中才能起降凝作用，油品中不含蠟或含蠟太多都無降凝效果。降凝劑是一種化學(xué)合成的聚合物或縮合物，其分子中一般含有極性基團(tuán)（或芳香核）和與石蠟烴結(jié)構(gòu)類似的烷基鏈。降凝劑不能阻止石蠟在低溫下結(jié)晶析出，即油品的濁點(diǎn)不變，它是通過蠟結(jié)晶表面的吸附與蠟共晶來改變蠟晶的形狀和尺寸，防止蠟形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使之仍然保持油在低溫下的流動能力。

機(jī)組在用潤滑油是二類加氫基礎(chǔ)油，油品分子中含有少量的蠟，理論上可以用加降凝劑的方法提高油品低溫流動性，但需要科學(xué)選擇降凝劑牌號，且對加入比例以及加入降凝劑后的油品進(jìn)行全面的潤滑性能檢測鑒定，確保對油品性能影響最小，保證對設(shè)備安全運(yùn)行影響最小。

3.5 確定機(jī)組潤滑油傾點(diǎn)

根據(jù)盤錦地區(qū)的環(huán)境溫度，科學(xué)分析乙烯機(jī)的運(yùn)行條件，確定潤滑油傾點(diǎn)在小于等于-33℃時(shí)設(shè)備運(yùn)行比較安全。

3.6 選擇合適的降凝劑品牌型號

潤滑油和降凝劑之間存在著互溶及相互影響，不同種類的潤滑油加入降凝劑的型號不同。選擇什么品牌型號的降凝劑是該項(xiàng)目能否成功的關(guān)鍵步驟之一。經(jīng)潤滑油廠家推薦，降凝劑推薦用B公司生產(chǎn)的VISCOPLEX 1-156降凝劑。

3.7 研發(fā)降凝劑加入比例

依據(jù)確定的油品傾點(diǎn)，華錦請大連理工大學(xué)材料研究院進(jìn)行研發(fā)調(diào)和試驗(yàn)。最終確定新配方潤滑油加入降凝劑比例分別為0．1%和0．2%。具體試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1。

3.8 對傾點(diǎn)小于等于-33℃的潤滑油性能進(jìn)行檢測評定

3.8.1 潤滑油性能評定項(xiàng)目

測試不同的降凝劑加入量對潤滑油性能的影響，需要完成的檢測項(xiàng)目包括(以下簡稱加入降凝劑0．1%的油品為樣品1，加入降凝劑0．2的油品為樣品2)：

（1）運(yùn)動黏度。

黏度是潤滑油最重要的性能指標(biāo),也是潤滑油選用的主要依據(jù)。

（2）黏度指數(shù)。

黏度指數(shù)是潤滑油黏度隨溫度變化的程度，與兩種標(biāo)準(zhǔn)油黏度隨溫度變化程度進(jìn)行比較得到的一種無量綱的相對數(shù)值，用VI表示。華錦樣品黏度指數(shù)高于100，黏度指數(shù)VI按式①和式②計(jì)算：

式中：U——試樣40℃時(shí)的運(yùn)動黏度，mm2/s；

Y——試樣100℃時(shí)的運(yùn)動黏度，mm2/s；

H——與試樣100℃時(shí)的運(yùn)動黏度相同，粘度指數(shù)為100的石油產(chǎn)品在40℃時(shí)的運(yùn)動黏度，mm2/s。

（3）傾點(diǎn)。

傾點(diǎn)(凝點(diǎn)一般比傾點(diǎn)低3～5℃)是油品在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下冷卻時(shí)能夠繼續(xù)流動的最低溫度，主要表示潤滑油的低溫性能。在低溫下，設(shè)備選用潤滑油時(shí)一般選用比使用溫度低10～20℃的傾點(diǎn)潤滑油。

（4）閃點(diǎn)。

潤滑油在規(guī)定的條件下，加熱到所逸出的蒸汽與空氣所形成的混合氣與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火的最低溫度稱為閃點(diǎn)。一般閃點(diǎn)比使用溫度高20～30℃，即可安全使用。

（5）密度。

密度是潤滑油最簡單、最常用的的物理性能指標(biāo)。潤滑油的密度隨其組成中含碳、氧、硫的數(shù)量的增加而增大，因而在同樣黏度或同樣相對分子質(zhì)量的情況下，含芳烴、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)多的潤滑油密度最大，含環(huán)烷烴多居中，含烷烴多的最小。

（6）酸值。

酸值以中和1g油中的酸所需氫氧化鉀的毫克數(shù)表示，單位是mgKOH/g。酸值可以概略的判斷油品對金屬的腐蝕性質(zhì)。

（7）水分。

表1 華錦集團(tuán)乙烯公司機(jī)組用潤滑油低溫流動性配比實(shí)驗(yàn)

表2 不同含量降凝劑潤滑油性能各項(xiàng)檢測結(jié)果情況匯總

潤滑油中含有水分會破壞油膜，使?jié)櫥Ч儾?，加速油中的有機(jī)酸對金屬的腐蝕作用，水分還會造成機(jī)械設(shè)備的銹蝕，并導(dǎo)致潤滑油中添加劑失效，也會使?jié)櫥偷牡蜏亓鲃有宰儾钌踔两Y(jié)冰，堵塞油路，妨礙潤滑油的循環(huán)及供油。

（8）破乳化性。

破乳化性是指在規(guī)定條件下，試油與水形成的乳濁液達(dá)到完全分層所需要的時(shí)間，以分鐘表示。油水分離時(shí)間越短，潤滑油的抗乳化性能越好。

（9）抗泡性。

潤滑油在使用過程中由于受到震蕩、攪動等作用會混入空氣形成氣泡，尤其是當(dāng)油品中含有具有表面活性的添加劑時(shí)，更容易形成氣泡。

如果潤滑油抵抗形成氣泡的性能不好，就會在使用過程中形成許多氣泡，氣泡會使油膜破壞，使摩擦面發(fā)生燒結(jié)或增加磨損，加快潤滑油氧化變質(zhì)，還會使?jié)櫥到y(tǒng)氣阻，影響潤滑油循環(huán)，影響潤滑油性能，阻礙潤滑油在循環(huán)系統(tǒng)中的傳送。

（10）液相銹蝕性。

銹蝕是指發(fā)生腐蝕的試驗(yàn)面積，通過顏色的變化判斷。油品應(yīng)該具有抗金屬腐蝕和防銹蝕作用。

（11）銅片腐蝕。

銅片腐蝕實(shí)驗(yàn)可判斷油品中是否含有腐蝕金屬的活性硫化物，并預(yù)知油品在使用時(shí)對金屬腐蝕的可能性。

（12）旋轉(zhuǎn)氧彈。

潤滑油抵抗大氣的作用而保持其性質(zhì)不發(fā)生永久變化的能力，稱為潤滑油抗氧化性也叫氧化安定性，潤滑油的氧化安定性是由旋轉(zhuǎn)氧彈試驗(yàn)測得的。

潤滑油氧化后，會發(fā)生粘度增大、酸值增高、顏色變深、表面張力下降等現(xiàn)象，進(jìn)一步氧化還會生成沉淀、膠狀物質(zhì)和酸性物質(zhì)，從而引起金屬腐蝕，并使抗泡沫性和抗乳化性變差，縮短油品的使用壽命，沉淀物和膠狀物質(zhì)沉積在摩擦面上還會造成嚴(yán)重的磨損和粘結(jié)。

（13）磨損。

油品抵抗機(jī)件被磨損的能力叫油品的抗磨性能。磨損變化量越小，說明油膜形成的越好，越有利設(shè)備的安全運(yùn)行。

（14）過濾性及相容性。

過濾性可以發(fā)現(xiàn)含有顆粒的量，相容性是指油和降凝劑的相容情況。

（15）空氣釋放性。

空氣釋放值排除存于油中空氣的能力。時(shí)間短說明油與空氣分離性好?？諝忉尫胖翟叫?，越有利于設(shè)備的操作。油中空氣越多，氧化傾向越大，導(dǎo)致沉淀和酸的生成，造成零件的腐蝕和磨損。

3.8.2 潤滑油性能評定

（1）潤滑油的運(yùn)動黏度、黏度指數(shù)變化不大。

（2）傾點(diǎn)分別降低-15℃（0．1%降凝劑）、-18℃（0．2% 降凝劑）。

（3）閃點(diǎn)、密度、酸值幾乎無變化；三種樣品均未檢出水分；破乳化性、抗泡性無變化。

（4）加入降凝劑可略微減弱液相銹蝕程度；銅片腐蝕無變化；旋轉(zhuǎn)氧彈時(shí)間略有減少；過濾性和空氣釋放性無變化。

（5）摩擦磨損實(shí)驗(yàn)的試樣磨損量極低，隨降凝劑加入量增加，磨損量略有增加，表明降凝劑對潤滑油抗磨性能有一定影響(表2)。

3.8.3 確定加入降凝劑比例

通過潤滑油性能項(xiàng)目檢測評定分析，加入0．1%降凝劑最科學(xué)。

3.9 現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用

2016年11月6日先選擇循環(huán)水泵做實(shí)際試驗(yàn)，按要求加入后，設(shè)備運(yùn)行24天，油品傾點(diǎn)一直低于-36℃，且油品性能穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行正常。

2016年12月9日在乙烯機(jī)等四臺機(jī)組分別加入1‰降凝劑，運(yùn)行2個(gè)多月，油品傾點(diǎn)一直低于-36℃，且油品性能穩(wěn)定，設(shè)備運(yùn)行正常。

4 實(shí)施效果

五臺機(jī)組加入降凝劑后，一直運(yùn)行平穩(wěn)，安全平穩(wěn)運(yùn)行度過了嚴(yán)冬，在線提高機(jī)組潤滑油低溫流動性在實(shí)際中得到了檢驗(yàn)。整個(gè)冬季五臺機(jī)組沒有因?yàn)闈櫥拖到y(tǒng)低溫性不好而停車，效益成果顯著。通過科學(xué)的添加降凝劑，解決了潤滑油低溫流動性差的問題，投資小，見效快，效益顯著。

[1]胡邦喜．設(shè)備潤滑基礎(chǔ)，北京,冶金工業(yè)出版社，2006年第二版。

[2]呂克穎．化工廠機(jī)械設(shè)備潤滑管理及其保養(yǎng)探討，中國高新技術(shù)企業(yè)，2016,08:68—69．

[3]郝海．三機(jī)潤滑油低溫流動性研究項(xiàng)目報(bào)告，大 連 理 工 大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，2016,10．

[4]鄭發(fā)正、謝鳳．潤滑劑性質(zhì)與應(yīng)用，中國石化出版社，2006,8．