中國(guó)石油蘭州石化公司設(shè)備維修公司 劉洪濤 余永增 劉文生

中國(guó)石油蘭州石化公司煉油廠 謝新會(huì)

分析了機(jī)泵軸承易于損壞的主要原因，詳細(xì)介紹油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)的主要組成、原理、啟停操作步驟和在某廠重油催化裝置的成功應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際運(yùn)用中出現(xiàn)問(wèn)題進(jìn)行相關(guān)處理，最后對(duì)機(jī)泵采用油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中供油的應(yīng)用效果進(jìn)行分析。

機(jī)泵是煉油化工裝置的主要設(shè)備，在離心泵發(fā)生的故障中，除機(jī)械密封失效外，主要由軸承故障所引起。軸承除超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，軸承的潤(rùn)滑不佳是其故障的主因。傳統(tǒng)的軸承油池潤(rùn)滑方式，存在很多不穩(wěn)定因素，例如，油位的高低、油池進(jìn)水、油池進(jìn)固體顆粒雜物以及散熱能力不好等等，都會(huì)影響潤(rùn)滑效果，從而縮短軸承的使用壽命、影響機(jī)泵故障率及可靠性。此外，傳統(tǒng)非強(qiáng)制、分散給油的潤(rùn)滑方式，自動(dòng)化程度低，操作人員的勞動(dòng)量較大，同時(shí)也避免不了人為因素造成的不良影響。

油霧潤(rùn)滑目前作為一種先進(jìn)的潤(rùn)滑方式，能夠提高機(jī)泵潤(rùn)滑質(zhì)量，保障其平穩(wěn)運(yùn)行，在連續(xù)性生產(chǎn)裝置的機(jī)泵應(yīng)用中就顯得尤為重要。本文著重介紹油霧潤(rùn)滑技術(shù)及其在重催裝置中的成功應(yīng)用情況。

一、油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作原理與構(gòu)成

1.工作原理

油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)的主油箱是系統(tǒng)的核心設(shè)備。其原理是將壓縮空氣（如儀表風(fēng)）引入主油箱，通過(guò)霧化工藝，產(chǎn)生微米級(jí)的油霧顆粒。通過(guò)管道送到需要潤(rùn)滑的部位。顆粒極小的油霧在金屬摩擦表面形成潤(rùn)滑效果更好的油膜，減小摩擦力及零件的發(fā)熱，使軸承溫度明顯下降。另外由于軸承腔內(nèi)充滿油霧，對(duì)外界存在微正壓及外來(lái)污染物很難進(jìn)入軸承腔，因而保證了軸承的清潔，防止了摩損的加速。圖1為機(jī)泵油霧潤(rùn)滑簡(jiǎn)圖，前后軸承處伸出的細(xì)管為油霧進(jìn)口。供入的壓縮空氣形成高速氣流與潤(rùn)滑油在霧化器內(nèi)部混合而形成油霧，其中較大的油霧顆粒在重力的作用下落回到油箱中，較小的顆粒留在氣體中形成油霧，隨壓縮空氣經(jīng)管路輸送到各個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)。潤(rùn)滑油和空氣溫度控制是由兩個(gè)溫度傳感器采集信號(hào)，通過(guò)溫度控制系統(tǒng)控制加熱器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并實(shí)時(shí)數(shù)字顯示溫度值?？諝夂陀挽F壓力通過(guò)兩個(gè)壓力變送器監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)壓力上限、下限報(bào)警并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)字顯示。油箱中的液位由液位變送器監(jiān)測(cè)，可以實(shí)現(xiàn)液位上限、下限報(bào)警，并實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)字顯示。報(bào)警指示藍(lán)燈狀態(tài)為正常運(yùn)行，紅燈為異常（圖2）。

2.系統(tǒng)構(gòu)成

油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)由供氣系統(tǒng)、電控系統(tǒng)、機(jī)械元件、人機(jī)界面、油霧管路系統(tǒng)組成。

表1 油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)主要參數(shù)

圖2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)界面

供氣系統(tǒng)由管路、閥門(mén)、調(diào)壓過(guò)濾器、空氣加熱器、空氣溫度傳感器、空氣壓力傳感器等組成。現(xiàn)場(chǎng)需要提供0.3～0.5MPa，15m3/h的儀表風(fēng)。儀表風(fēng)通過(guò)過(guò)濾減壓閥進(jìn)入加熱器，達(dá)到預(yù)定溫度后進(jìn)入到油箱。通過(guò)溫度傳感器實(shí)時(shí)測(cè)取壓縮空氣溫度，并由控制系統(tǒng)進(jìn)行溫度調(diào)控。

控制器用于監(jiān)測(cè)氣溫、油溫、氣壓、霧壓、液位等重要數(shù)據(jù)，并在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

系統(tǒng)的機(jī)械元件由主油箱、輔油箱、外箱體、回油管路、出霧管路構(gòu)成。

人機(jī)界面能顯示壓力、液位，溫度的報(bào)警值與設(shè)定的當(dāng)前值。

油霧管路系統(tǒng)包括：主管路、支管路、連接管路、配霧器、集油盒、凝縮嘴。

其中，凝縮嘴和油霧分配器是潤(rùn)滑系統(tǒng)的關(guān)鍵元件。凝縮嘴使油霧重新凝聚成較大的具有黏附力的油滴，保證摩擦副表面形成良好的油膜而起到潤(rùn)滑效果。油霧分配器是用于對(duì)一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)的油霧進(jìn)行分配的重要元件，在系統(tǒng)工作時(shí)可以通過(guò)其視窗觀察油霧流動(dòng)的情況。

3.主要性能參數(shù)

系統(tǒng)主要性能參數(shù)如表1所示。

二、油霧潤(rùn)滑在重催裝置的應(yīng)用概況

某廠重催裝置于2011停工大修時(shí)引入沈陽(yáng)佳益油霧技術(shù)有限公司的油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)，對(duì)裝置47臺(tái)機(jī)泵群進(jìn)行了集中油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、試驗(yàn)、改造并投運(yùn)。

1.油霧潤(rùn)滑的應(yīng)用范圍

油霧潤(rùn)滑包含純油霧潤(rùn)滑和吹掃型油霧潤(rùn)滑，這兩種潤(rùn)滑方式可以同時(shí)出現(xiàn)在同一個(gè)油霧系統(tǒng)中。純油霧潤(rùn)滑適用于泵功率小于1 000kW，轉(zhuǎn)速大于600r/min、小于3 000r/min。當(dāng)泵軸承帶有滑動(dòng)軸承、圓錐滾子軸承、介質(zhì)溫度大于340℃、泵體溫度大于80℃時(shí)采用吹掃型油霧潤(rùn)滑。

純油霧潤(rùn)滑主要應(yīng)用范圍有：減壓渣油泵、提升管進(jìn)料泵、粗汽油泵，塔頂提升泵，輕柴油泵、換熱水泵、濕空冷噴水泵、重化物泵、冷回流泵、脫吸塔進(jìn)料泵、吸收塔塔底泵、補(bǔ)充吸收劑泵、穩(wěn)定塔頂回流泵等。而吸收塔中段回流泵采用吹掃型油霧潤(rùn)滑。表2為本次油霧潤(rùn)滑改造機(jī)泵范圍和主要代表的參數(shù)值。圖3是本次改造用油霧潤(rùn)滑配件規(guī)格。

表2 油霧潤(rùn)滑改造主要機(jī)泵一覽表

圖3 本次改造用油霧潤(rùn)滑配件規(guī)格

2.油霧潤(rùn)滑的操作步驟及使用方法

（1）向主、輔油箱加油。打開(kāi)注油門(mén)，擰下空氣濾清器蓋便可直接加油。加油過(guò)程中注意觀察液位讀數(shù)，當(dāng)讀數(shù)為200mm時(shí)，停止加油。待加油過(guò)程完畢后將空氣濾清器蓋擰上，注油小門(mén)關(guān)上即可。隨后向輔油箱加油上限即可。

（2）打開(kāi)主油箱與油霧管路上的球閥，關(guān)閉輔油箱與油霧管路上的球閥，打開(kāi)回油管路球閥。

（3）打開(kāi)主油箱與壓縮空氣入口處的球閥，關(guān)閉輔油箱與壓縮空氣入口處的球閥，并將空氣壓力調(diào)節(jié)至工作壓力0.3MPa。

（4）壓縮空氣供氣系統(tǒng)運(yùn)行10min，確保系統(tǒng)管路沒(méi)有泄漏和堵塞現(xiàn)象之后，接通油霧潤(rùn)滑裝置電源。

（5）將防爆電控箱背面的開(kāi)關(guān)打至ON，系統(tǒng)上電，當(dāng)觸摸屏顯示正常時(shí)，在屏幕上顯示氣壓、霧壓、液位、氣溫、主油溫、輔油溫的當(dāng)前實(shí)際值。此時(shí)按F1鍵對(duì)主油箱加溫，按F2鍵對(duì)輔油箱加溫，按F3鍵進(jìn)行參數(shù)設(shè)定（需輸入密碼），F(xiàn)4為顯示報(bào)警。以上各現(xiàn)象如果正常，則系統(tǒng)運(yùn)行2h，使得各參量值都穩(wěn)定地在設(shè)定的范圍之內(nèi)。

（6）打開(kāi)各泵上方支管路的焊接球閥，重新調(diào)整壓縮空氣的工作壓力和油霧壓力，直至肉眼能夠在集油盒處清晰觀察到油霧，此時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于正常的工作狀態(tài)，機(jī)泵具備了切換到油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)運(yùn)行的基本條件。

3.油霧潤(rùn)滑在使用過(guò)程中的問(wèn)題及處理

當(dāng)系統(tǒng)停電時(shí)，系統(tǒng)的指示燈熄滅，沒(méi)有油霧從系統(tǒng)中流出，觸摸屏自動(dòng)關(guān)閉。打開(kāi)A或B系統(tǒng)的電磁閥跨線手閥，恢復(fù)供電。

當(dāng)系統(tǒng)停風(fēng)時(shí)，系統(tǒng)不產(chǎn)生霧，打開(kāi)油霧閥門(mén)沒(méi)有油霧流出。為了保證泵的安全運(yùn)行，應(yīng)盡快將油霧潤(rùn)滑切換為稀油潤(rùn)滑。

將本地報(bào)警和部分重要參數(shù)連接到控制室主機(jī)(DCS)，以便操作人員能夠及時(shí)掌握油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)的工作情況。

在油霧潤(rùn)滑主機(jī)油霧壓力高報(bào)警時(shí)，油霧分配主管有可能積液，導(dǎo)致油霧輸送不暢，壓力升高。把油霧分配主管末端的法蘭拆開(kāi)，待大量的液態(tài)油排凈后，回裝法蘭，壓力可下降到正常值。

此外，如何判斷某個(gè)部位凝縮嘴是否堵塞及判斷每個(gè)軸承箱的潤(rùn)滑狀態(tài)是維護(hù)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。為了能很好地監(jiān)控每一個(gè)注入潤(rùn)滑點(diǎn)工作狀態(tài)，可在每一個(gè)注入點(diǎn)前增加一壓力表，或是流量傳感器由DCS監(jiān)控其油霧傳輸狀態(tài)。若某一點(diǎn)發(fā)生異?？梢约皶r(shí)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)和處理。

三、機(jī)泵采用油霧潤(rùn)滑系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中供油的應(yīng)用效果

1.流程簡(jiǎn)單、操作方便、便于安裝和維護(hù)

集中式供油霧，主機(jī)由微電腦控制，對(duì)系統(tǒng)的溫度、壓力、液位等設(shè)置監(jiān)測(cè)報(bào)警信號(hào)，并可以與工廠的主控室相連，啟動(dòng)后無(wú)需人為調(diào)整即可達(dá)到工藝要求，并可長(zhǎng)期自動(dòng)運(yùn)行，易于管理。

安裝比較方便，對(duì)于一些老廠想進(jìn)行技術(shù)改造，對(duì)機(jī)泵采用該套技術(shù)來(lái)說(shuō)，不需要對(duì)機(jī)泵軸承箱重新設(shè)計(jì)或加工。油霧可以通過(guò)原有的軸承注油孔直接噴射到潤(rùn)滑部位，集油管線可以利用原軸承腔放油孔。整個(gè)系統(tǒng)可靠性高，可使設(shè)備長(zhǎng)期無(wú)故障運(yùn)行。

2.改善潤(rùn)滑環(huán)境，降低故障率，延長(zhǎng)軸承使用壽命

機(jī)泵軸承集中供油潤(rùn)滑系統(tǒng)采用連續(xù)供油潤(rùn)滑，使軸承處于良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，采用油霧潤(rùn)滑可以使軸承溫度降低10～15℃，較低的運(yùn)轉(zhuǎn)溫度可以延長(zhǎng)軸承的使用壽命。霧狀潤(rùn)滑油能在軸承箱內(nèi)維持較小的正壓，外來(lái)污染物和腐蝕劑會(huì)被排除。

3.節(jié)省費(fèi)用，提高效率，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備精細(xì)化、目視化管理

機(jī)泵采用油霧潤(rùn)滑后，潤(rùn)滑油霧分配及時(shí)準(zhǔn)確、適量，每天耗油量相對(duì)于潤(rùn)滑，總耗油量可降低60%。采用油霧潤(rùn)滑，使原來(lái)油池?cái)嚢锜崃肯?，降低運(yùn)行溫度，保證軸承清潔，降低摩擦作功。對(duì)某些機(jī)泵甚至可以關(guān)閉其軸承套的冷卻水，進(jìn)而降低能耗。由于機(jī)泵軸承故障率的明顯下降，軸密封損壞也可減少45%～65%，機(jī)泵維修費(fèi)用可降低60%～80%。同時(shí)不再需要每班巡回檢測(cè)機(jī)泵油位及每臺(tái)機(jī)泵定期換油，大大降低勞動(dòng)強(qiáng)度，為推進(jìn)設(shè)備精細(xì)化、目視化管理提供技術(shù)支持和保障。

四、結(jié)論

某廠重油催化裝置機(jī)泵群自大檢修油霧潤(rùn)滑改造以來(lái)，經(jīng)3個(gè)多月的使用，軸承故障大大減少、備件費(fèi)用及維護(hù)成本等大幅降低。它能很好地改善運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)泵潤(rùn)滑環(huán)境，延長(zhǎng)軸承的使用壽命。

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