宋守信，路宛儒，劉榮余，劉光偉

（浙江省舟山市浙江石油化工有限公司，浙江舟山 316000）

0 引言

制氫裝置解析氣壓縮機，作為裝置的關鍵設備，主要是將制氫裝置PSA 單元的低壓尾氣不再排向火炬系統(tǒng)，而是經(jīng)過解析氣壓縮機打壓，送往燃料氣管網(wǎng)供相關裝置使用，這一舉措，將使制氫車間約5000 m3/h 的解析氣充分回收利用，節(jié)約生產(chǎn)成本，保護環(huán)境，增加經(jīng)濟效益，是運用循環(huán)經(jīng)濟，清潔生產(chǎn)、全新發(fā)展戰(zhàn)略措施之一。

該機自投用以來出現(xiàn)兩次一級連桿大頭瓦燒損的較大故障，嚴重影響生產(chǎn)。通過深入分析認為均是由于大頭瓦潤滑不良造成。在采取更換一級連桿大頭瓦、一級十字頭小頭瓦油封、曲軸，以及清理油系統(tǒng)等技術措施后，徹底解決了該壓縮機的故障。自改造后，該壓縮機一直平穩(wěn)運行，保證了制氫裝置的安穩(wěn)長運行，取得了良好的效益。

1 概況

制氫裝置解析氣壓縮機，為往復活塞式壓縮機，對稱平衡型、壓力循環(huán)潤滑，一/二級缸徑分別為860/580 mm，軸功率為420 kW。

2 故障現(xiàn)象和分析、處理

2.1 第一次故障

曲軸箱有較大雜音，振動大，水平振動為6.5 mm/s。曲軸主軸承溫度持續(xù)上漲，分別上漲到58 ℃和52.5 ℃，在2 h 內(nèi)漲幅達11 ℃（正常值47 ℃），接近65 ℃的報警值。精過濾器壓差持續(xù)上升。潤滑油溫度也有所上升。經(jīng)過分析判斷，壓縮機曲軸箱內(nèi)部出現(xiàn)異常，情況緊急，決定當即切換停機。

2.1.1 初步檢查發(fā)現(xiàn)問題

對壓縮機曲軸箱解體，發(fā)現(xiàn)潤滑油中含有大量的金屬碎屑，最長碎屑長40 mm；一級活塞的連桿大頭瓦燒損，軸承合金脫落嚴重（圖1）；一級曲軸頸磨出凸凹不平的溝槽，直徑減小了0.1 mm；一級側的主軸承上瓦出現(xiàn)裂紋（圖2）。

圖1 連桿大頭瓦燒損

圖2 主軸承上瓦裂紋

2.1.2 初步檢查相關連接件緊固情況

檢查主軸承蓋螺栓、十字頭滑板緊固螺釘、連桿螺栓、機身上蓋板與機身連接螺栓、機身與接筒連接螺栓、十字頭銷定位螺釘、活塞桿與十字頭液壓連接、一、二級活塞桿螺母等處均連接牢固。

2.1.3 初步檢測相關部位配合間隙

檢測主軸承徑向間隙、定位軸承軸向間隙、連桿大頭瓦徑向間隙、連桿小頭瓦徑向間隙、十字頭滑履與滑道徑向間隙、活塞體與氣缸徑向間隙、活塞止點間隙等均符合機組要求。

2.1.4 初步檢查有關零配件

檢查氣缸、活塞、氣閥、十字頭滑道、二級連桿大小頭瓦和主軸承等處未發(fā)現(xiàn)異常。檢查一級側的主軸承上瓦的裂紋，是原鑄造缺陷，與此次故障無關。

2.1.5 初步檢查機組潤滑油系統(tǒng)

檢查油泵、管線、油壓、油品等均正常，粗過濾器中有大量金屬碎屑。

2.1.6 初步分析故障原因

（1）由于壓縮機一級連桿大頭瓦燒損，造成曲軸主軸承溫度快速持續(xù)上漲，潤滑油溫度也有所上升；曲軸箱內(nèi)有較大振動和雜音；潤滑油中大量的金屬碎屑使得精過濾器壓差也持續(xù)上升。

（2）造成壓縮機一級連桿大頭瓦燒損及與其配合的曲軸軸頸磨損的原因是由于一級連桿大頭瓦缺油潤滑不良。

（3）結合設備結構和隨機資料，對一級連桿大頭瓦的潤滑情況及壓縮機潤滑油系統(tǒng)進行深入分析。該壓縮機的潤滑油潤滑路線為：①曲軸箱油池→油泵→油冷卻器→油過濾器→曲軸主軸承→曲軸箱油池；②曲軸箱油池→油泵→油冷卻器→油過濾器→十字頭→滑履→十字頭銷→連桿小頭瓦→連桿大頭瓦→曲軸箱油池。由此可以看出：作為潤滑條件極為重要的連桿大頭瓦的潤滑，處于潤滑系統(tǒng)的末端，其壓力、流量必然低于其他潤滑點，一旦其上游潤滑點泄漏量增大或堵塞，則連桿大頭瓦潤滑油量減少，很難形成軸承潤滑所需要的油膜，而出現(xiàn)干摩擦以至燒損。

粗過濾器中的大量金屬碎屑，是連桿大頭瓦燒損后剝落的軸承合金，會堵塞過濾器，是引起精過濾器壓差持續(xù)上升的原因，也會導致連桿大頭瓦的潤滑情況更加惡化。但更為主要的是，要找到一級連桿大頭瓦上游潤滑路線的泄漏點，故需要對機組潤滑油系統(tǒng)再次檢查，。

2.1.7 再次檢查機組潤滑油系統(tǒng)及分析原因

在更為細致的檢查中發(fā)現(xiàn)，一級十字頭小頭瓦的油封（電機側）出現(xiàn)轉動。將油封拆卸后檢測發(fā)現(xiàn)，油封出現(xiàn)松動跑外圈；徑向間隙為0.25 mm，超過0.10～0.135 mm 的標準值。而潤滑路線中的各相關連接件緊固、其余各處間隙符合機組要求。

綜上分析判斷，一級連桿大頭瓦出現(xiàn)燒損的主要原因是：一級十字頭小頭的油封（電機側）跑外圈，潤滑油在該處泄漏量增大，到達一級連桿大頭瓦的潤滑油量不足，大頭瓦出現(xiàn)磨損，磨損產(chǎn)生的金屬碎屑逐漸堵塞過濾器，使連桿大頭瓦的潤滑情況更加惡化，最終導致連桿大頭瓦因缺油而燒損。

2.1.8 處理措施

（1）更換損壞的一級連桿大頭瓦、一級十字頭小頭瓦油封、主軸承瓦、油過濾器芯等，特別注意一級十字頭小頭瓦油封的緊固。

（2）由于無曲軸備件，只得在現(xiàn)場修復曲軸一級大頭瓦軸頸。同時報計劃訂購新曲軸。

（3）徹底清理曲軸箱內(nèi)的金屬碎屑，包括潤滑油管道、油泵、油過濾器、油冷卻器等，清理、吹掃油路，消除隱患，確保暢通。

（4）檢修完畢，在油濾合格后，該機開機運行正常。

（5）在該機運行時，要加強巡檢監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常情況，及時匯報并采取措施。

2.2 第二次故障（距第一次故障兩個月）

壓縮機曲軸箱振動大，并伴有異音。在1 h 內(nèi)，壓縮機曲軸主軸承溫度由平時的47 ℃上升至64 ℃，隨后10 min 又升至67.5 ℃，已超過報警值65 ℃，潤滑油溫度也有所上升，曲軸箱水平振動值為5.9 mm/s，并且伴有異常的聲音。經(jīng)過分析判斷，壓縮機曲軸箱內(nèi)部再次出現(xiàn)異常，情況緊急，決定當即切換停機。

2.2.1 檢查發(fā)現(xiàn)問題

解體壓縮機曲軸箱，發(fā)現(xiàn)曲軸一級大頭瓦軸頸磨出更深的溝槽，連桿大頭瓦與軸頸間隙達到0.48 mm，，對比機組檢修標準要求在0.16-0.259 mm 之間，間隙超標太大。一級十字頭小頭瓦油封（電機側）未出現(xiàn)跑外圈,其他損壞情況與第一次故障基本相同。

2.2.2 檢查相關連接件

檢查相關連接件緊固情況、檢測相關部位配合間隙、檢查有關零配件、檢查機組潤滑油系統(tǒng)等，均正常，與第一次故障情況基本相同。

2.2.3 原因分析

由于第一次故障大頭瓦燒損造成曲軸軸頸磨損，致使大頭瓦配合間隙增大，由于無曲軸備件，只得在現(xiàn)場修復曲軸一級大頭瓦軸頸，而經(jīng)修復的軸頸表面粗糙度達不到要求。由于生產(chǎn)的需要，該機在檢修后就投入運行。運行時，在一級大頭瓦處的潤滑油泄漏量增大，大頭瓦缺油不能得到較好的潤滑，發(fā)生干摩擦后燒損，所以僅運行兩個月，再次發(fā)生類似故障。

2.2.4 處理措施

（1）更換損壞的曲軸、一級連桿大頭瓦、主軸承瓦、更換主油泵、油過濾器等。

（2）對壓縮機曲軸、連桿、十字頭、活塞、氣閥、主油泵以及油系統(tǒng)進行了全面檢查、處理。

（3）將十字頭端蓋板由鐵板更換為透明的有機玻璃板，這樣便于平時巡檢時能夠及時發(fā)現(xiàn)曲軸和十字頭軸瓦是否磨損，一旦發(fā)現(xiàn)有巴氏合金碎末，就要立即停機檢修，更換軸瓦，防止發(fā)生曲軸軸頸磨損的現(xiàn)象，從而有效保證曲軸軸頸不被損壞。

3 結束語

針對解析氣壓縮機兩次出現(xiàn)的故障，經(jīng)過仔細分析，認為壓縮機大頭瓦燒損均是由于潤滑不良造成，第一次故障是由于連桿小頭瓦油封失效致使大頭瓦供油條件惡化所致；第二次故障是由于第一次故障大頭瓦燒損造成曲軸軸頸磨損，致使大頭瓦配合間隙增大，由于現(xiàn)場修復軸頸表面粗糙度不夠，該機在檢修后的運行中，在一級大頭瓦處的潤滑油泄漏加劇，大頭瓦發(fā)生干摩擦后燒損。所以造成使用壽命未達預期，只有兩個月，再次發(fā)生類似故障。在采取有效措施后，壓縮機的故障得到徹底解決。