大型离心式压缩机轴承积碳怎么办？

特约撰稿人：兖矿集团有限公司李民 赵增玉 吕运江 郭良军

大型离心式压缩机轴承积碳怎么办？

特约撰稿人：兖矿集团有限公司李民 赵增玉 吕运江 郭良军

“病症”：大型离心式压缩机轴承积碳。

“问诊”效果：使得大型离心式压缩机稳定可靠运行，从深层次上解决了制约瓶颈问题。

随着化工企业新建化工项目逐渐趋于大型化，大型离心式压缩机组的应用也就越来越广泛，占据着生产装置的核心位置，是整个系统生产装置安、稳、长、满、优运行的关键。现在，大型离心式压缩机组尽管在设计上和实际配置上相对先进可靠，监测监控系统也相当完备，但在实际运行过程中，离心式压缩机组也难免会出现各种形态的故障，其中轴瓦积碳是多见现象，也制约了压缩机组的长周期、稳定运行。

积碳成因

大型离心式压缩机轴承积碳通常有如下几方面主要原因。

一是轴瓦温度过高。

由于离心式机组转速高，尤其是增压机为多轴式压缩机转速更高，为保证油膜的稳定性，可倾瓦设计间隙小，在摩擦副中润滑油流量偏小，润滑油带走的摩擦热较少，这就使得轴承的温度偏高，容易造成轴承瓦块的积碳。

二是润滑油运行过程中形成“漆膜”。

漆膜金属表面的吸附机理

“漆膜”的产生加快了积碳在瓦块上的形成。漆膜的形成是一个复杂的过程。随着润滑油的氧化并不断恶化，氧化物产出并开始聚合，逐渐产生可溶的、有极性的软性污染物（抗氧化剂及基础油的降解物），并溶于润滑油中。在特定的温度和压力下其浓度达到饱和，就会析出沉淀在机械系统的各个地方，尤其是金属表面，如轴承、齿轮上，形成漆膜。而漆膜导致的轴瓦温升又进一步促进了油的氧化。

如果油中的软性污染物（漆膜前身）溶解度下降，在金属表面已析出的漆膜就会开始溶解，通过降低溶解浓度可以降低漆膜在金属上的沉积，因此，金属表面吸附的漆膜可以通过降低油品中的软性物质浓度，予以去除或控制。

漆膜产生的原因主要有以下几个方面：

油品氧化。油品在使用过程中与空气和金属材料接触并处于一定的温度条件，润滑油氧化产生的极性物质如醛、酮、酸以及缩聚产物微溶于油中，当极性物质的含量超过了润滑油的溶解度或温度下降后，就会沉积起来，形成油泥和漆膜。

高温降解和微燃烧。有氧条件下润滑油时刻发生降解反应，随着温度的升高降解速度加快。运行中，润滑油还会受到绝热压缩（微燃烧），这种情况的发生是由于润滑油会溶解一定量的空气，当超过溶解极限后，进入油液的空气以悬浮方式存在油品中，当润滑油进入摩擦副高压区域时，这些气泡受到快速挤压（绝热压缩）而爆裂，由此释放的能量可以使微小区域内的润滑油温度达到1000℃以上。在此温度下，润滑油发生热裂解，基础油和添加剂同时被降解，导致漆膜生成。

油品精制过程影响。汽轮机油主要由基础油和添加剂两部分构成，其中基础油占85%以上。因此，基础油对汽轮机油的性能有很大的影响。I类基础油采用溶剂精制工艺制得，含有一定的芳烃，II类、III类基础油采用加氢工艺制得，但由于II类、III类基础油在精制过程中几乎除去了所有的芳烃，因此，大大降低了油品对胶质、油泥的溶解度，一旦油品衰变达到一定程度后，极易出现油泥、胶质。

解决轴承积碳需“对症下药”

针对轴承温度过高的问题，增加润滑油流量，降低瓦温，是最有效的方式，具体可采取以下措施：

①在可倾瓦的出油边中间部位80%长度上手工刮削不大于10mm的5°～10°倒角，以不超越轴颈接触线为准，增加回油量。

②将轴瓦外侧挡油圈的内孔直径扩大0.1～0.2mm。

③在主承载轴承瓦块开直槽或T形槽，增大油囊，增加润滑油的进油量（需注意的是，对轴瓦进行改造时需校核轴瓦比压在其允许范围内）。

润滑油的品质严重影响轴瓦的使用寿命，在润滑油管理上要采取以下措施：

①定期分析润滑油的各项指标。定期分析润滑油指标与原压缩机制造厂提出的润滑油要求进行对比，及时发现异常，制订针对性措施，确保机组处于良好的润滑状态。由于油品中的添加剂在运行过程中消耗速度大于油品消耗速度，导致油品品质呈明显下降趋势，根据油品添加剂消耗及油品状况，补充添加剂，恢复油品性能指标。

②保证良好的抗泡性和空气释放性等特点。需定期检查润滑油的空气释放值并校核油品在油箱内的停留时间，确保为合格状态。同时也需检查油品的抗泡值，确保在合格范围内。由于空气释放值是油品的固有特性，一般添加剂无法改善，故油品在油箱内的停留时间决定了油品中空气的释放程度，为避免油品携带超标的气泡进入润滑系统摩擦副，导致润滑状况劣化，必须确保油品在油箱中的停留时间大于润滑油空气释放所需的时间，让气泡有足够时间逸出排掉，且油箱必须确保微负压状态。

③定期进行油品的漆膜倾向指数测定。目前检测公司、油品研究机构研究了多种检测漆膜的方法，比较有效且被ASTM标准采纳的测试方法是MPC值测试法(ASTMD7843-2012)，测量在用油的漆膜倾向指数。该方法通过对在油中不溶物含量的测定，评判漆膜倾向指数。其标尺如下：

漆膜倾向指数评判参照表

根据检测数值及时联系专业厂家去除“漆膜”隐患，目前比较常用的去除漆膜方法主要有“平衡电荷净化法”和“离子交换树脂法”。

④选用纯合成油作为基础油的润滑油。由于目前大多采用多轴齿轮式压缩机，轴瓦温度普遍较高（约90～100℃），轴瓦温度≤85℃时采用矿物油作为基础油的润滑油可以在较长时间内保障润滑效果，≥60℃时每升高10℃矿物油老化速度将升高1倍，积碳速度亦成倍增加；轴瓦温度≥85℃尤其≥95℃时，最好选用纯合成油作为基础油的润滑油。

以上是公司多台大型离心式压缩机组在实际运行中曾经出现的轴瓦积碳问题，经过广泛调研，深入分析，针对性采取的措施，实践证明十分有效。为装置大型离心式压缩机稳定可靠运行从深层次上解决了制约瓶颈问题。