覃彧(神华工程技术有限公司，北京 100011)

0 引言

新建煤化工、石油化工装置中有许多大型机组，不论进口或是国产机组，一般情况机组主机配套油站由机组制造厂家提供，油站与主机之间的润滑油管路在施工现场安装完成。为了使机组油系统清洁度符合要求，新建机组油管路系统安装完成后，必须先进行油管管路系统循环冲洗的工作。大型机组油系统对其润滑油、调节油的油质洁静度要求很高，油系统对机组轴承的冷却润滑、调节系统的驱动、联锁装置的动作灵敏性、可靠性起着重要的作用，是机组长周期稳定运行的保证[1]。油循环冲洗工作不但是保证油质洁静度的关键工作，而且油系统冲洗通常需要较长的周期，此项工作也是制约机组安装进度的关键工序。

1 冲洗的理论依据

通过工程流体力学的研究，在雷诺试验中表明，管道中流体流动速度不同时，流体质点会出现两种不同的运动状态。当流体流动速度小于临界速度时，流体质点做定向的层流运动；当流体流动速度大于临界速度时，流体质点不仅沿着管道截面纵向运动，而且还在管道截面的横向方向做无规则的脉动运动，我们把这种运动称为紊流运动。油循环冲洗的理论依据正是要利用流体的紊流运动不断循环冲刷附着在管道内壁的污染物(如：金属屑、铸造砂、焊渣、金属氧化物、油漆膜、织物纤维等)，并且随着流体流动带走污染物[2]。对应于临界流速的雷诺数为临界雷诺数Recr，而工程上一般取圆管的临界临界雷诺数Recr为2 000。当Re≤2 000时，流动为层流；Re＞2 000时，流动为紊流。当管径一定时，要使流体做紊流运动，主要通过采取提高流体的流量和降低流体的黏度的办法提高雷诺数，从而达到提升冲洗效果的目的。

2 油循环冲洗工艺流程

机组油系统循环冲洗用油的牌号一般与机组正式运行用油牌号保持一致。目前传统的机组油循环冲洗工艺流程基本上采取二阶段进行，第一阶段先进行外部管线循环冲洗，即润滑油不进机器轴承；外部管线冲洗合格后进行第二阶段油循环，正式管线复位的油系统冲洗，即润滑油进入机器轴承[3]。在项目实施过程中，笔者将油循环冲洗工艺流程细化，通过对油循环的全过程管理和控制，特别是前期油管路洁净化安装检查及大流量预冲洗工艺的引入，对提高清洗效率和保证质量取得了较好的效果。具体油循环施工工艺流程如下：油系统设备、管道的检验→油管路洁净化安装→油管路化学清洗→大流量预冲洗→油系统循环冲洗→油循环后处理。

3 施工方法及要求

3.1 油系统设备、管道的检验

根据技术协议、制造厂技术文件及相关标准，按照装箱清单认真清点、检查油站及其附属设备的数量和质量，主要包括润滑油箱、泵、双联管壳式油冷却器、双联油过滤器、管道、管件、阀门、螺栓垫片、电气、仪表设备等部位。发现质量问题及时整改。

(1)管道、管件内壁不应有严重的锈斑、脱层等现象。

(2)油冷却器运到现场后应重新试压，油侧用冲洗油试压，水侧用水进行试压。

(3)检查油站螺栓有无缺失、松动。

(4)检查润滑油站的过滤器滤芯质量是否符合要求，避免后期油运过程中裂开，对油循环管路造成污染。

(5)管路垫片质量应符合要求，避免油运过程中润滑油的泄漏。垫片应为聚四氟乙烯垫片。

(6)检查油站机泵联轴器对中情况，不符合要求及时调整。

3.2 油路管道的洁净化安装

机组油管路的配管安装通常是厂家预制了部分管道，现场进行安装；还有部分管线需要现场进行预制安装。这部分工作应高度重视，严格控制焊接质量和内部清洁度，把污染控制在源头[4]。

(1)油系统设备和管道安装前，厂房要封闭完成，并且无其他污染作业，以确保该施工区域的清洁度。

(2)管道应采用机械的方法切割、开孔和加工坡口，毛刺打磨干净。

(3)管道的焊接DN50以下采用全氩弧焊焊接，DN50以上采用氩弧焊打底。焊接内部能用内磨机打磨的地方尽量打磨平滑过渡，特别注意三通部位的焊缝质量。焊缝的无损检测应按照相应施工标准规范进行。

(5)管道的安装严格按照施工图纸要求进行，特别是回油管道的坡度一定要保证。施工完毕后认真检查管道支架、阀门、仪表接口等，避免进油后再整改造成污染。

(6)油系统设备及管件的人工清理。人工清理油系统管件、设备时，将润滑油系统的主油箱、油泵、双联管壳式油冷却器、双联油过滤器、管件、窥视镜、阀门、高位油箱等逐一进行拆解清理，并用面团沾干净，不要用棉纱或容易脱落纤维的织物。如果发现法兰内焊道未饱满、有凹槽、未圆滑过渡、焊道未经过氩弧焊打底等缺陷，应进行修补。

3.3 管路的化学清洗

润滑油管路系统在前两个步骤完成后，即可进行油管路的化学清洗工作。此工序对缩短冲洗工期也是十分必要的。

管路分化学清洗采用系统循环酸洗与槽式浸泡相结合的方式进行。管径较大的短管、直管、容易拆卸、管路施工量小的场合，未经预制的直通管道比较适合槽式酸洗法。系统循环酸洗法是将安装好的润滑油管路用临时管道连接，构成冲洗系统，其中不参与酸洗的仪表、阀门、窥视镜等应隔离或拆除，然后用专用的化工泵驱动配置好的酸洗液在管道系统中进行循环酸洗[5]。通过上诉两种方式的结合将管路、管件均清洗到位。

目前施工中使用较多的是柠檬酸配制酸洗钝化液。柠檬酸和氧化铁能发生反应，生成柠檬酸铁。柠檬酸在水溶液中部分进行离解呈弱酸性，为了达到钝化的目的，在柠檬酸溶液中加人浓度为0.05%～0.10%的氨水，生成一层致密的磁性氧化铁保护膜。柠檬酸对奥氏体不锈钢管道基本上不发生腐蚀现象。

化学清洗的程序：吹扫→冲洗→脱脂→冲洗→酸洗→冲洗→钝化→吹扫→复位

管线被清洗结束后应形成完整的钝化膜，表面再次锈蚀的现象不应出现，同时也不能出现惰性金属析出、金属粗晶析出的过洗现象。

实际操作中应注意问题：

(1)油站本体配置的润滑油、调节油管线因出厂前已进行酸洗、钝化处理，现场安装前仅将管线用洁净空气吹扫干净即可。如果经检查管道在出厂之前的酸洗的效果不好时，需要重新酸洗。

(2)化学清洗应聘用专业的化学清洗队伍进行清洗。

(3)酸洗应按严格按清洗工艺进行，如：酸洗液浓度、酸洗实际、酸洗步骤等应符合要求。

(4)为了避免局部酸洗不到位的情况，一些直径大个管道和管件应被酸洗液完全浸泡，管道浸泡时一定要注意旋转翻身，因为管道管件存有未排尽的空气会影响酸洗效果。

(5)在施工现场具备条件的情况下，酸洗钝化后的管道可用蒸汽吹扫后再用压缩空气吹干。

3.4 大流量预冲洗

要提高冲洗效率，必须采用大流量冲洗的方式。而机组正式油站的油泵流量有限，满足不了大流量冲洗的要求。因此我们采用引进大流量冲洗装置对油站油箱、母管等润滑油管系进行预冲洗冲洗。一般大流量冲洗装置由大流量油泵、滤油器、电加热器、阀门、控制柜等部份组装在一个撬块上[6]。冲洗流量可以根据冲洗工艺要求进行调整，冲洗流量最大可以达到300 m3/h，而以原料气压缩机组为例，油站正常工作时流量仅为70 m3/h。因此大流量冲洗时管内液体流速可以达到5 m/s以上，远远高于正常运行时的流速。同时大流量装置还具备加热和过滤功能以满足冲洗需要。当大型煤化工项目装置中机组较多时，引入大流量冲洗装置具有较高的经济效益。

使用时，根据油系统的流程图，绘制出大流量冲洗线路图，通过临时管道连接构成一个封闭的循环系统。此阶段的目的是将油系统大部分的管路及油箱等进行大流量预冲洗，缩短正式油循环冲洗时间。在具体操作时应注意：

(1)拆除一切不必要的、可能造成节流的部件，充分发挥大流量作用。

(2)尽可能使所有管段都被冲洗到，并保证油流在管段内为流动状态，不留静流段。

(3)大流量冲洗时，应将油冷却器隔离开，以防止损坏油冷却器管束。

3.5 油系统循环冲洗

机组的正式油循环冲洗分两个阶段进行，即外管线循环合格后再进行油系统内循环冲洗。

3.5.1 准备工作

(1)将润滑油管线按油循环流程连接好。在回油管路与油箱连接处加100～200目不锈钢滤网(逐步加大滤网目数)。当管径大于100 mm时，所安装的不锈钢滤后应进行加固。

(2)将过滤器中的滤芯取出，节流孔板取出，调节阀先走旁路，待管线洁净后再投用调节阀。除必要的压力、温度监测点外，油系统其他仪表点应阻断。

(3)将润滑油进油管线与压缩机、汽轮机连接法兰断开短接，利用蛇皮管与回油管连接；汽轮机控制调节油在进入控制调节系统前断开，直接接回油管回油箱。汽轮机调节系统及蓄能器不进行油循环，但组装前必须清洗干净，待油循环合格后直接进润滑油。

(4)润滑油内循环时恢复进入到压缩机、汽轮机轴承的润滑油管线，在法兰连接处加200目不锈钢滤网。

(5)油站油泵、事故油泵、排烟风机经单机试运转合格，转向符合要求，联接好联轴器，油泵单机试运转可在油冲洗时进行。

(6)将油箱用滤油机加入正常运行油量50%～60%冲洗油。

3.5.2 冲洗操作流程

(1)启动润滑油泵，调节润滑油站系统阀门，进行油站自身油冷器、过滤器、油管路冲洗。

(2)关闭高位箱上油阀，进行设备各进出油管路的冲洗。

(3)打开高位箱上油阀，使高位油箱充满油，自动回油管路出现回油，从而达到冲洗目的。

(4)待润滑油合格后，将各临时管线拆除，管线恢复至工作状态，油压调整至工作压力，进行油循环。

3.5.3 油循环的操作方法及要求

(1)将油箱加热器投用，当油温达到25 ℃时，启动油泵，先使油站作自身的油循环，目的是使油箱内的油加热均匀并提高加热速度；当油系统油温45 ℃左右时操作系统阀门进行系统循环，把油加热到70～75 ℃，清洗5～6 h，再快速降温至25～30 ℃，清洗5～6 h，反复这一过程进行清洗。在清洗过程中，顺着油流方向，用木锤沿管道敲击各焊缝、弯头和三通，使管壁上的附着物震落。在清洗过程中经常停油泵、清理油路死角和更换过滤网。

(2)油循环时可以调整节流阀开度，根据实际情况尽可能加大冲洗流量，两台油泵交替运转，事故油泵也可同时投入运行，通过控制调节阀门尽可能提高至系统的冲洗油压。双联管壳式油冷器、双联过滤器定期进行切换。

(3)油系统外循环油冲洗合格后，将过滤器滤芯、管道正式复位，在各入口处设置200目不锈钢滤网，重新启动油泵，进行内循环油冲洗。内循环油冲洗前应先将压缩机干气密封隔离气投用。

(4)在回油总管进入油箱前加节流孔板，保证冲洗回流每段管道内部都全部接触冲洗油，间断开启、关闭阀门，使管路内形成紊流和漩涡。

(5)定期排放或清理油路的死角和最低处存积的污物，并且从油冷却器放油口接临时管至油箱，进油箱前加200目过滤网，减少油冷却器内的污物。

(6)利用滤油机对油箱内的油进行循环过滤，及时出去油内存积的杂质。

(7)调节保安系统油管道冲洗在轴承箱清洗合格后进行(在此之前应在调节油管路上加装盲板)按构成不同分别作如下操作：

采用液压或机构—液压调速器的汽轮机，停机电磁阀置位于正常运行状态，危急遮断油门的手柄拨到挂钩位置并予以固定，调速器进油管恢复正常连接。操作启动调节器在启动和运行两个位置进行切换，对通到速关阀的速关油和启动油管路进行冲洗；定时操作速关阀的试验阀，以使试验油管路得以冲洗。

采用速关组件的汽轮机，危急遮断油门拨到挂钩位置并予以固定速关组件压力油进油管恢复正常连接后，速关组件的手动及遥控停机阀置于正常运行位置，定时将速阀的试验阀置于试验位置，以使试验油管路得以冲洗。

(8)特别注意进行油循环时压缩机轴端密封安装的是试车密封。为了防止润滑油通过试车密封窜入到压缩机缸体内，需要向压缩机缸体 C1、C2(二级密封进气)口充隔离气体，其余口盲死，并保持压力。一般现场仪表风临时管线接到干气密封盘，通入仪表空气当作隔离气使用。特别是对于介质忌油的压缩机在油循环时保持隔离气压力十分重要，因此要对干气密封系统管理，严格执行公用工程停送签票制度，并及时发布。对施工单位技术交底和人员培训工作，严格执行值班制度。对压缩厂房封闭管理，安装门锁和监控系统，无关人员严禁入内。

现场和机柜间严密监控隔离气压力和流量，隔离气压力降低时油站润滑油泵及时停车。

3.5.4 油系统油冲洗合格标准

目前，根据不同类型机组按照施工规范及设备说明书的要求，有许多不同方法检查油系统清洁度是否达到验收标准，下述是在施工现场较常用的检查油系统油冲洗合格的标准。

(1)离心式压缩机组施工及验收规范规定油冲洗合格标准：

①检查前连续冲洗4 h，在临时滤网(200目)上不允许存在砂砾、焊渣、铁锈等硬质杂物，肉眼可见软性杂物不超过3点/cm2，允许有微量纤维质杂物存在。

②在各入口处设置临时滤网(200目)，连续进行20 h油循环，双联油过滤器前后压差增值应≤0.015 MPa。

(2)对置式往复压缩机组施工及验收规范规定油冲洗合格标准：

①外循环油冲洗合格标准：在临时回油管路末端处装入临时滤网(120目)，经连续运转4 h，可见软质颗粒不超过2点/cm2，不应有硬质颗粒，可允许有少量纤维体。

②内循环油冲洗合格标准：在各入口处设置临时过滤网(120目)，连续进行12 h油循环，双联油过滤器前后压差增值应

≤0.02 MPa。

(3)机组制造厂家规定的检查合格标准。主要有取样化验法、称重检查法、颗粒计数检测法等方法。比较常用的方法是在油箱底部的排放口取样化验，如：颗粒度、含水率、酸度等主要化验指标符合技术要求。

3.5.5 油循环后处理

(1)对油箱中的润滑油进行取样分析，各项指标合格后，本着节约的原则，冲洗油可以作为试车时的用油。不合格时应更换新油，重新进行油循环这一工作，直到取样分析的检测数据符合要求。

(2)调节进入各润滑部位的油压，使之符合要求，观察回油情况。在暂不开机的情况下，每天油循环一次，时间不得低于60 min。开车前将所有的临时滤网拆除。

(3)进行油站的调试工作，调节压力、流量等工艺参数及仪表、电气连锁试验等工作。

4 结语

目前，通过在项目上实际工程中对上述油循环冲洗工艺的实施，大型机组油循环冲洗的时间大幅缩短，单套机组油管路安装到清洗合格的施工工期基本控制在一个月内，油质化验满足要求，机组后期运行平稳正常。按照此工艺进行油系统的冲洗取得了很好的效果。