浅谈整体式天然气压缩机润滑系统的故障分析与处理

蒋伟 冷聪 郭强文 赵静 何春燕

摘要：整体式天然气压缩机润滑系统是一个飞溅、油浴、压力、人工润滑的混合润滑系统。通过润滑系统中的飞溅方式提供润滑油给曲柄连杆机构、卧轴传动机构各部件。注油器传动箱中的油浴系统则供给传动齿轮及调速器的润滑。动力缸及压缩缸内壁以及填料的润滑则由注油器泵进行压力润滑。此外，冷却器风扇轴承则采用定时注入机油进行润滑。本系统还包括注油器、曲轴箱及各油管路等。如果润滑系统出现故障，就如同人的血液系统出现问题一样，机组没有良好的润滑就会造成各运动副出现干摩擦甚至烧坏，给机组造成极大损伤。

关键词：压缩机;润滑系统;故障;处理

0  引言

整体式天然气压缩机润滑系统是一个较为复杂的系统，组成的单体设备较多使发生故障的概率增加。如润滑系统出现故障没有及时发现和进行正确的处理。会导致所对应的润滑点的运动副出现磨损加剧，最终导致摩擦面的拉伤甚至烧毁。由于运动副的损坏使运动阻力增加从导致机组负荷增加可能出现超负荷现象，最终给机组造成极大损。

1  整体式天然气压缩机润滑系统的组成

1.1 机身润滑油路的组成

机组高架油箱→机身油位计/手动泵/预润滑装置→曲轴箱→油勺/管路/油槽→各润滑点。

机组的曲轴箱润滑系统属于飞溅润滑系统。曲轴带动连杆大头做旋运动，当由上至下运转时打击油液，使油液飞溅，带起油雾来满足主轴承、十字头等的润滑。连杆大头端装有油匙，以增加飞溅效果。当机组在额定转速下工作时，曲轴箱内的油面高度可由与曲轴箱连通的机身油位计显示。机身油位计与高位油箱相连，曲轴箱内机油消耗后通过机身油位计自动补充。在机组正常运行中，润滑油中会沉积一些沉淀物，在机组中体及机身安装刮油环的前后均设有机油沉淀槽，机身底部油池则是一个天然的沉淀槽，槽底均有管口可用于接排污管。

1.2 气缸润滑油路的组成

机组高架油箱→注油器油箱→注油器→无油流开关→分配器/（点对点润滑）→单向阀→气缸、填料各润滑点。

该压力润滑是通过由卧轴驱动的注油器来实现的。每个动力缸有三个润滑点，压缩缸有一个或两个润滑点，填料有一个或两个润滑点。压缩缸及填料润滑点装有止回阀以防止气田窜入油管路。注油器箱上面有管路与高架油箱连通，注油器内有浮子开关可自动补充润滑油和低油位停机保护功能，其油位由注油器箱上的油位计显示。分配器定量供给每个注油点润滑油，各注油点前设单向阀。机组启动前可通过注油单泵手动预润滑各润滑点。设置的无油流停机保护装置确保压力润滑系统无油流时保护停机。

2  天然气压缩机润滑系统重要性

润滑油主要五大功能即：润滑、冷却、减缓腐蚀速度、清洁密封面。天然气压缩机燃烧的天然气热值高，燃气机压缩比高，产生更多的热量，使得油品更易碳化和氧化，造成粘度增长;干燥的天然气使机油中的灰分增加从而增加了气阀的磨损。十字头与滑到的摩擦运动，动力活塞、活塞环与动力缸摩擦运动，压缩活塞、活塞杆与填料的摩擦运动，都需要润滑油的润滑、密封、冷却、清洁功能。因此对润滑油加注要求相当高，润滑油必须准确及时的加注到位，压力润滑是机组润滑系统中较为复杂的一部分，组成的单体设备较多，出现故障的概率增加。如果机组没有良好的润滑就会造成各运动副之间出现干摩擦甚至烧坏，给机组造成极大损伤，甚至引发安全生产事故。

3  润滑系统的故障分析与处理

3.1 压力润滑系统的常见故障与处理

3.1.1 传动机构故障分析与处理

卧轴传动機构是给注油泵提供动力的机构，是压力润滑系统正常工作的基础。该机构主要由安装在卧轴上的偏心轮，周期性地给注油泵输入动力，从而达到给润滑油加压的目的。

常见的故障主要有传动机构连接松动、偏心轮过度磨损、金属疲劳、安装不正确等导致传动机构损坏。在日常的运行中注意观察柱塞的行程有无明显变化，转动机构有无异响。在确认传动机构出现故障之后应及时处理，防止传动机构的损坏程度加剧，或因传动机构故障导致机组润滑不良而造成更大的损坏。

3.1.2 注油泵的故障分析与处理

注油泵的作用是将传动机构传动的动力转换为润滑油介质压力的装置，主要由泵体、活塞、偏心轮、吸油管、真空观察窗、调节机构及进出口组成常见的故障主要有传动机构连接松动、偏心轮过度磨损、金属疲劳、安装不正确、吸油管路堵塞或进入空气、操作不正确等导致注油泵供油异常。在日常的运行中注意通过观察窗观察注油量是否在调节的范围内，柱塞的行程有无明显变化，转动机构有无异响。在确认主油泵出现故障之后应及时处理，清洗或更换损坏部件、排除管路堵塞或进行排空，防止因主油泵故障导致润滑不良而造成机更大的损坏。

3.1.3 润滑无油流报警装置的故障分析与处理

无油流报警装置主要由活塞，弹簧、微动开关、润滑油监视器组成。DNFT通过一个磁性销前后循环的移动来工作，此销随分配器活塞移动而移动，并使淡黄色发光二极管发光，从而显示出分配阀循环的全过程。常见的故障主要有弹簧松或失去弹性，内部污物较多卡阻现象、活塞密封不严、灵敏度调试得远远高于注油量、DNFT与极性开关损坏、监视器故障、连接导线短路或断路、电池电压低。针对以上的故障应当进行部件的清洗，更换损坏的部件，重新根据注油量调整检测装置的灵敏度、正确连接导线或更换损坏的导线。

3.1.4 分配器的故障分析与处理

分配器主要由基座、柱塞、进、出口接口、计量装置等组成，润滑油分配器是压缩机注油润滑中的关键部件，它是一组分配/比例阀所组成，分配器的选型设计就是要根据各个润滑点的润滑油量来确定分配器中的滑阀直径及个数。常见的故障主要有分配器柱塞卡阻，导致分配器不能正常工作，处理时应当拆下分配器柱塞，检查其工作灵活性，是否有卡堵的感觉。清洗柱塞或更换损坏部件。

3.1.5 单向阀的故障分析与处理

整体式天然气压缩机组润滑系统单向阀其内部弹簧易变形造成阀体密封不严，天然气回窜至分配器，使柱塞运动卡滞，无法泵油，机组出现润滑无油流报警故障。导致单向阀出現故障的原因主要有两类：阀体卡滞、冲击振动造成疲劳破坏;弹簧因杂质卡死而无法拉升或压缩。单向阀长期受振动会产生疲劳破坏，造成连接件的松动。特别是单向阀内的弹簧，很容易产生疲劳破坏。单向阀常见的故障主要表现为密封失效，主要的处理方法是清洗单向阀，更换弹簧或更换单向阀。

3.1.6 管路系统故障分析与处理

从注油泵起点到压缩缸、填料单向阀，各单体设备由油管路连接，主要容易出现管线接头松动或脱落，管线使用过久或因长期在振动环境下使用导致损坏而出现泄漏、或是油质太差出现堵塞。处理办法是拆开注油管路各处节点，检查是否有油流，排查管路是否卡堵或泄漏现象的情况。

3.2 飞溅润滑系统的常见故障与处理

飞溅润滑系统其主要工作原理为：机组工作时，曲轴带动连杆大头做旋运动，当转至下部时，打击油液，使油液飞溅，带起油雾来满足主轴承、十字头等的润滑。连杆大头端装有油匙，以增加飞溅效果。飞溅润滑系统常见的故障主要有油勺脱落、油勺安装方向不正确、油勺损坏、油位过高或过低、油管路油槽堵塞等。当出现上述问题时要及时排除故障，如果飞溅效果差或无润滑就会造成各运动副之间出现干摩擦甚至烧坏。另外，机身有位计有自动补油和低油位保护停机功能，该油位计常见的故障有，浮球装置卡阻、呼吸孔堵塞、进口过滤网堵塞等。出现该故障后应对油位计进行清洗或更换损坏部件。

3.3 油浴润滑系统的常见故障与处理

油浴润滑系统主要由油池、浮球开关、油位计、进油口过滤装置等组成。常见的故障主要有进油管滤网堵塞、浮球开关损坏出现无报警或误报警、油位计无显示、油箱缺油等问题。针对以上问题进行逐一排除，清洗或更换损坏部件，必须监控好油位和油质，确保油浴系统运行正常，确保油浴润滑的各部件润滑良好。

4  润滑系统故障的危害及对机组管理工作建议

4.1 润滑系统故障危害

润滑系统的重要性已在前面进行了叙述，如润滑系统出现故障没有及时发现和进行正确的处理。会导致所对应的润滑点的运动副出现磨损加剧，同时使温度升高，金属颗粒增加，形成恶性循环，加剧磨损最终导致摩擦面的拉伤甚至烧毁。

由于运动副的损坏使运动阻力增加从导致机组负荷增加可能出现超负荷现象，或因为温度的增加使部分部件膨胀程度加大，间隙过小导致机组其他部件损坏，最终造成重大的设备运行安全事故。

4.2 对机组管理工作建议

①虽然在润滑系统中设置了无油流检测开关和低油位停机保护装置，但是从分配器开始经单向阀至压缩缸、压缩填料，油路上再无报警检测点。如遇单向阀内漏，以及分配器后端油路破损等故障，润滑油无法正常到达润滑点，但机组的报警装置不会出现报警提示，机组依然运行，存在很大的安全隐患。因此在机组工况稳定的情况下，建议将各温度高限值设置按照运行工况的参数设置，起到提前预警的作用，而高高限值按要求设定保证机组正常运行。

②加强对操作人员相关专业培训，熟练掌握机组该系统的流程、组成、工作原理及常见故障的判断和正确的处理方法，加强责任心，在日常巡检时对关键点要认真仔细检查。

③在机组保养的过程中，仔细检查润滑系统管路，特别连接处是否连接紧固。防止因振动导致管路连接处松动使润滑油泄漏。

④为保证机组的正常工作，应严格注意润滑油的清洁，在机组工作初期，润滑油中会含在大量的金属微粒和污垢，因此必须按时更换机油。一般初次工作100小时后，应进行第一次更换，继续工作1000小时后，应进行第二次更换，以后可每工作4000小时以上更换一次。换油时，待旧油放完后，应彻底清洁内部。

参考文献：

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