螺杆压缩机润滑油路分析及维护*

2013-12-03袁浩然汪兴涛

机械研究与应用 2013年6期

乔石, 袁浩然, 汪兴涛

(1.中国石油兰州石化分公司，甘肃兰州 730060； 2.广东伟晋建设集团有限公司，广东广州 510730)

1 前言

喷油式螺杆压缩机是容积式气体压缩机，由相互啮合的转子(即螺杆)、机壳及适当配置在两端的进排气口组成压缩气体的工作腔，通过减小工作容积来提高气体压力。压缩机工作时，润滑油循环使用起着润滑、密封、冷却和降低噪声的作用。在螺杆压缩机机组中安装有油分离器、油冷却器、油过滤器和油泵及各类阀门等设备，以便润滑油能够循环利用。

2 螺杆压缩机系统

某公司溶剂脱蜡车间安装有5台美国约克公司生产的制冷压缩机，设备型号RWBⅡ-676E，电机转速2 950 r/min。机组结构如图1所示，设备运行参数为：入口温度17 ℃；出口温度80 ℃；分离器温度82 ℃；油温58 ℃；润滑油压力820 kPa；滑阀开度100%；过滤器压差0；节流压力0.5 MPa；出口压力909 MPa；油位1/3；容积比5；经济器入口温度-0.1 ℃；经济器出口温度18 ℃。

介质通过入口过滤器进入压缩机，气体在阴阳螺杆的作用下被压缩，压力增大，温度升高。氨被压缩后吸收润滑油的热来降低温度。从压缩机出来后，带有润滑油的氨气进入油气分离器，润滑油被除去。从分离器排出来的油经过油泵、油冷却器(管壳式换热器)、油过滤器和各种管路阀门后再次进入压缩机入口。而离开油气分离器的气体进入风冷系统进行冷却，然后进入套管系统，这里不作详细描述。

图1 某公司溶剂脱蜡车间螺杆压缩机组部件图1.分离器芯 2.折流板 3.看窗 4.油气分离器 5.压缩氨气进入系统 6.油气分离器 7.润滑油油/气氨气 8.恒温阀 9.油冷却器 10. 油路阀门 11.压力表 12.自系统来的氨气 13.油过滤器 14.单向阀 15.油注入 16.螺杆压缩机 17.经济器 18.自系统来的氨气 19.入口 20.电机

2.1 油气分离器

某公司溶剂脱蜡车间使用的油分离器如图1所示，为立式罐结构，高温高压的油气混合物进入分离器后，撞在挡板上，润滑油顺着挡板进入分离器下部，密度小的剩余油气混合物继续向上进入分离器顶部的分离器芯，滤芯使润滑油留在分离器芯上，进而向下聚集，通过分离器下部的看窗可观察润滑油的油位高低，通过分离器的润滑油能够降低到0.2‰。在分离器底部安装有回油管路，润滑油在油泵作用下进入油冷却器[1]。

2.2 油冷却器

溶剂脱蜡车间使用的油冷却器为卧式水冷管壳式换热器，这种换热器通过调整冷却水量控制冷却达到的温度，可有效降低出口润滑油温度，冷却器前面管路上安装有控制油温的恒温控制阀，防止油冷却器出来的油温度过高，过高温度的润滑油将使轴承温度和压缩机出口温度增高，导致系统停车，因此控制温度显得尤为重要。

2.3 油过滤器

溶剂脱蜡车间的螺杆压缩机系统的油过滤器(又名篮式过滤器)安装在管道上能除去流体中的较大固体杂质，使机器设备能正常工作和运转，达到稳定工艺过程，保障安全生产的作用。其过滤精度为10～15 μm，且能承受油路上的工作压力和冲击压力，压力降小于0.35 MPa。压缩机各润滑点如图2所示。

图2 压缩机各润滑点

2.4 经济器

经济器在溶剂脱蜡车间螺杆压缩机系统中起到补气和闪蒸制冷的作用。来自冷凝器的高压液态氨在进入经济器后，分为两部分，一部分通过节流来吸收另一部分的热量，以膨胀的方式进一步冷却去降低冷另一部分的温度，其中一部分稳定下来的过冷液体通过电磁阀直接进套管结晶器系统制冷，而另一部分

未冷却的氨通过经济器与压缩机的连通线，重新进入压缩机继续压缩进入循环。它巧妙通过膨胀制冷的方式来稳定液态制冷介质，以提高系统容量和效率。

2.5 其他部件

为保证系统中介质压力和温度，螺杆压缩系统中安装有单向阀、泄压阀、温度控制阀和其他电磁阀，还有油泵、喷油嘴等保证润滑油运行压力的结构；此外还有压缩机出口安装温度传感器、压力表、入口过滤器等结构，这些部件和前面几种主要设备组成螺杆压缩机系统。

3 日常维护和故障处理

3.1 日常巡检

日常巡检维护对于及时发现和处理故障，保证设备平稳长周期运行至关重要，检维修的巡检维护主要包括以下内容。

(1) 进入螺杆压缩机泵房时要事先感觉是否有刺激性的氨气味道，若氨气味道大，要及时撤离泵房，防止窒息。

(2) 检查有无管道、机械密封、阀门和接头等处是否有泄漏(机械密封泄漏不大于5滴/min )，做好巡检记录，泄漏严重要向设备操作人员反应进行处理。

(3) 检查压缩机各处的温度和振动，重点是前后轴承的振动和温度是否超标，其中轴承振动不大于2.8 mm/s，润滑油进口温度不高于65 ℃，压缩机排出口压力不高于110 ℃。

(4) 检查各部件有无杂音，检查分离器油位高低和油泵等运行情况。

3.2 常见故障及处理

根据多年的设备维护经验，总结螺杆压缩机组运行中出现的常见情况及处理如表1所列[1]。

表1 螺杆压缩机常见故障及处理

3.3 维护经验探讨

现代监测技术的使用使设备维护人员能够利用计算机软件判断压缩机的设备故障，增加了故障的预判断能力。笔者根据近几年使用VM-2004监测软件对溶剂脱蜡车间螺杆压缩机监测总结经验如下。

(1) 监测部位的选择日常监测时要对主、副转子前后的垂直、水平和轴向(主转子驱动端除外)3个方向进行测量，以保证对每个故障部位全面了解。

(2) 振动数据类型的选择对螺杆压缩机的监测除了正常的振动值监测外，还要对轴承速度、E3和加速度的频谱进行监测提取。

(3) 注重其他设备运行参数要想全面掌握设备运行状态，需要对设备运行的其他参数做到了解，如联轴器结构、转子共振频率、轴承温度、噪音、电机振动、地基情、油温和油压等。

(4) 常见的故障频谱特征通常情况下螺杆压缩机能够正常运行，而频谱中也经常出现类似于离心泵的叶轮通过频率，它表示承载的压力和脉动，叶轮通过频率等于转子啮合次数乘以基频[2]，24单元螺杆压缩机转子在一次压缩中啮合4次，转子基频49.17 Hz(转速2 950 r/min)，则4×48.17=196.7 Hz为频谱中的常见高幅值对应频率。近期监测到的前端轴承速度频谱中就出现了此种情况，如图3所示，频谱中出现199 Hz,除此之外，还出现保持架18 Hz的谐波频率，预示轴承可能存在问题，应该在以后的监测和巡检中加以重视。而叶片通过频率或谐波频率都与转子或支承结构的自振频率不重合,因此不会产生过大振动，监测中只留意其变化即可。