中国石化长城4506合成压缩机油在阿特拉斯空压机的应用

2022-03-03高帅旗

石油商技 2022年1期

高帅旗

中国石化润滑油有限公司西北分公司

本文采用长城4506（68）合成压缩机油在河南某油田企业的阿特拉斯XRVO 1550 CD7移动式空压机上进行了1 000 h应用试验。油品监测结果表明，使用过程中试验油品40 ℃运动黏度、酸值、残炭、铜含量、铁含量指标变化正常，远小于换油指标要求，设备无异常磨损，设备换油期可达1 000 h，可以实现对原装填油品的替代。

空气压缩机也称空压机（下称空压机），是一种将原动机的机械能转化转换成气体压力能的装置。目前广泛应用于电力、化工、冶金、水泥、远洋航运等行业。

压缩机按照压缩方式分为容积式压缩机和速度式压缩机，其中国内市场螺杆压缩机（属于容积式）品牌主要以英格索兰、阿特拉斯、寿力、康普艾、复盛及国产品牌（开山、捷豹）等为主。这些压缩机厂家针对自己的产品提出了其对压缩机油性能指标要求，并推出了自有品牌的压缩机油产品。他们在压缩机设备说明书上要求压缩机使用与设备配套的专用压缩机油，并且将油品与设备质量紧密联系起来。

阿特拉斯移动式压缩机在行业内知名度高，同时在海洋平台和陆地油田等企业应用较多。目前，国内较大油田企业在生产过程中，大部分使用阿特拉斯空压机，并且在设备保养过程中也在使用售后专用油。此前空压机设备维保市场基本都是由厂家售后进行服务，保养成本较高。为了帮助企业降低成本，加快国产化替代工作的进程，根据中国石化在系统内开展国产化替代工作的要求，本文开展了河南某油田采油厂阿特拉斯空压机上的长城润滑油油品试用工作。

空压机对润滑油品的要求[1，2]

压缩机油是空压机日常使用中不可或缺的维保产品。它起着润滑、冷却、防锈、清洁、密封等作用。因此,压缩机油性能的好坏直接影响空压机的正常运转和使用寿命。空压机对压缩机油的性能要求主要包括以下几点：

高品质的基础油

润滑油主要由基础油和添加剂调和生成，其中基础油占整个润滑油成分比例最多，所以基础油的质量决定了空压机油品质量的高低，而基础油的质量又与油品精制程度有着直接关系。基础油可分为矿物油和合成油两大类。其中矿物油是将原油进行常压和减压分馏、溶剂提炼和脱蜡，加氢精制而得，而合成油是通过化学合成或精炼加工的方法进行生成，精制程度高，其工艺复杂，生产成本高，但是它具有优异的热稳定性、氧化安定性，积炭倾向小的特点。

适宜的黏度

润滑油在金属表面形成一层稳定的油膜，油膜厚度的大小根据油品的黏度增大而增加,相应摩擦力也会随着油品黏度的增大而增加。如果黏度过低，油品不易形成足够强的油膜,会加速磨损,降低设备的使用寿命。反之黏度过高,会增加内摩擦力,使空压机的比功率增大,导致设备功耗和油耗增大。

良好的黏温性能

油品在空压机润滑系统循环过程中要经过反复升温和冷却，所以要求油品在随着温度变化的过程中，黏度没有较大的变化。

积炭倾向性较小

据近几年网络报道[3]，在工业生产中，大中型空压机因为积炭，影响设备的正常运行，甚至发生严重的爆炸事故。积炭是油品氧化高温的生成物。通常情况下，积炭的自燃温度在180 ℃左右，空压机工作的出口温度一般不高于160 ℃，正常运行情况下积炭是不会被点燃的。但是，当空压机因某些故障出现瞬时高温或者高压时，空压机内温度急剧升高，引起积炭自燃，使得黏附在积炭上的油品被蒸发和分解，产生裂化轻质碳化氢和游离碳。一旦与高温高压空气混合，达到爆炸极限时即发生爆炸。

优异的氧化安定性

在螺杆压缩机润滑系统中，油品在循环过程中,容易被空气氧化变质生成各种酸类、胶质、沥青质等物质，从而使得油品颜色变深，酸值变大，黏度增加并出现沉积物，从而减少油品的喷入量，使油品和机器的温度升高，造成磨损，降低工作性能，甚至可能造成设备爆炸的危险。因此，氧化安定性是保障油品能够长期安全使用的一项重要指标。

抗腐蚀、防锈性能好

空压机部分部件的主要材质为铜，容易腐蚀，会催化油品氧化变质，同时空气中冷凝水分也会影响油品润滑性能，所以要求油品具有良好的抗腐蚀能力和防锈性能。

良好的油水分离性

空压机在运转过程中，夹杂着空气中的冷凝水剧烈转动,容易产生乳化现象，破坏油膜的厚度，造成设备的损坏。因此,要求油品具有良好的油水分离性。

良好的抗泡性

油品在设备润滑系统中不断地流动和循环，当与空气接触并发生激烈的搅拌时，就有可能将空气混入油中产生泡沫。这些泡沫会造成油品的冷却效果下降、管路产生气阻、油品供应不足、油箱溢油，甚至出现油泵抽空等故障。因此，要求油品在产生泡沫后，能够快速消除，保障设备的正常工作。

长城4506（68）合成压缩机油的性能特点

长城4506（68）合成压缩机油是以合成油为基础油，并加有抗氧、抗磨、防锈等高效复合添加剂组成。该产品可广泛用于钢铁、水泥、化工、机械、电子等行业小、中大型单级或多级往复式、回转式空气压缩机的润滑，特别适用于离心式和螺杆式压缩机。它具有以下特点：

◇优异的热氧化安定性能，防止润滑油在高温下变质；

◇良好的材料适应性，避免系统使用中出现泄漏；

◇优良的热传导性能，降低压缩机运行温度；

◇优异的抗高温结焦和积炭性能，增强压缩机高温下工作的安全性；

◇优良的高低温性能，保证系统宽温度范围内正常运转；

◇良好的润滑性，保护压缩机，减少磨损。

长城4506（68）合成压缩机油应用试验

设备概况及工况要求

河南某油田采油厂注氮队现有3套I200-2 型移动注氮装置的XRVO 1550 CD7阿特拉斯螺杆空压机，主要在野外露天作业，风吹日晒。该空压机由卡特柴油发动机驱动，其启动系统与螺杆机的检测系统共用一个控制屏。设备具体参数见表1。

表1 螺杆压缩机主要性能参数[4]

该空压机目前使用配套售后专用油。按照设备说明书要求，该设备运行1 000 h之后需要更换油品。

该移动式空压机特点如下：

◇工作场所不定，野外作业较多，经受风吹日晒，作业环境恶劣，工作条件多变，承受负荷变化大。

◇设备经常频繁启动，承受较多冲击负荷。

◇设备空间狭小，维修困难，所以要求设备能够长久使用。

移动式空压机对润滑油的要求：

◇由于移动式空压机的体积和油箱的容积小，润滑油加油量也少，在工作时油温较高，在金属的催化作用下会更容易出现氧化变质，产生胶质和酸性物质，降低设备寿命，所以要求油品需要具有良好的热稳定性和抗氧化性。

◇移动式空压机作业场所不定，并且野外环境恶劣，风吹日晒雨淋、粉尘较多，极大可能会造成润滑油品污染，同时设备在压缩工作过程中，会导致空气中冷凝水的产生使压缩机油乳化，从而降低润滑性能；如果混入的空气导致油品中气泡的增加，会造成润滑性能下降和压缩机气蚀的产生。所以要求润滑油具有较好的防锈、抗腐蚀、抗乳化性、抗泡性能。

◇露天作业昼夜温差大，四季轮回环境变化大，因此要求油品黏度随温度的变化要小，具有优异的黏度指数，以防因为油品黏度造成设备启动、运转困难。

◇要求油品对密封件的兼容性要好，避免对密封件产生腐蚀。