合成气净化装置燃料气压缩机润滑方式探讨

合成气净化装置燃料气压缩机润滑方式探讨

孙志国 高龙龙 王超 孙延坤

山东润银生物化工股份有限公司 山东 泰安 271509

摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对压缩机的应用也越来越广泛，在压缩机应用的过程中，润滑系统发挥着重要的作用。基于气体净化装置运行数据，结合气体净化装置的工艺技术方案及能耗特点，找出气体净化装置高能耗原因，优化运行参数，降低系统能耗。润滑系统是压缩机中重要的组成部分，其平稳运行对其使用有着积极意义。在实际使用中，由于各种因素的影响，润滑系统容易出现故障，引起一系列的严重后果。本文首先对机理分析，其次探讨了不同润滑方式可能导致的后果，最后提出在不同情况下压缩机润滑方式的选用原则，为燃料气压缩机润滑方式的选择提供思路。

关键词：往复活塞式压缩机；无油润滑；有油润滑

引言

润滑系统在压缩机中起到至关重要的作用。但是由于运行中的容易受到多种因素影响出现故障，导致压缩机运行出现严重后果。因此，如何解决引发润滑系统故障的因素就成为关注的重点，针对润滑系统故障主要影响因数进行阐述，并提出相应措施，以有效提高压缩机运行质量。工业炉烧嘴对燃料气纯度有较高的要求，过量油雾的混入可能导致烧嘴意外烧坏，导致下游工业炉无法正常运行，造成整个净化装置停产。因此，燃料气压缩机润滑方式的选择很大程度上会影响合成气净化装置的正常运行。

1机理分析

润滑油的作用就是在两摩擦部件之间形成一种保护膜，避免金属与金属之间直接接触，从而缓冲摩擦力作用，减少零部件之间的磨损。而影响油膜性能的因素有很多，如润滑油油质、润滑油粘度、轴瓦间隙、主轴和轴瓦光洁度、润滑油的温度、机组的转速和振动等，但对于压缩机来说，滑油压力和温度才是关键因素。由于压缩机的曲轴连杆润滑系统属于强制润滑系统，主电机带动曲轴，曲轴带动主滑油泵运转。如果主电机30,s内停止转动，主滑油泵会随之停止运转，滑油压力会快速下降，润滑油膜性能就会降低，轴瓦与主轴摩擦会加剧，轴瓦与主轴的温度会快最终造成润滑不良逐渐加剧。经过长时间的积累，轴瓦间隙会变大、主轴和轴瓦光洁度变差，机组的振动加大，到达一定程度就会造成轴瓦烧瓦和主轴磨损。

2不同润滑方式可能导致的后果分析

2.1无油润滑

无油润滑采用的是自润滑活塞环，虽然造价高昂，但是对下游设备影响最小。然而，无油润滑磨损系数K受气缸表面粗糙度影响很大。一般气缸的表面粗糙度在0.4～0.8μm之间，然而碳焦粒的存在会将气缸和活塞环的表面粗糙度提高到1.0～1.6μm甚至更高，也可能将无油润滑的磨损系数提高30%以上，加快活塞环和气缸套的磨损，从而大幅降低压缩机的使用寿命。

2.2高压润滑油系统

高压润滑系统是由注油泵给润滑油分配器供油，即通过分配器内部各柱塞在泵送润滑油的压力下依次运作，为气缸、填料活塞杆提供精准供油。如果高压润滑系统缺少润滑油，就会出现压缩缸拉缸、填料密封渗漏、活塞杆磨损等现象，导致其正常工作受到影响，使机组停止运行。一般来说，无油流故障原因总体可分为3类，机械性故障（注油器、分配器、单向阀问题）、润滑油的状态（过于粘稠、含有空气）及接近开关本身原因（无油流开关电源电量不足、导磁棒弯曲，弹簧断裂）。以下是3种故障及分析。（1）机械性故障。机械性故障一般是注油器不工作，检查注油器传动装置并排除故障。压缩机注油器主要利用曲轴箱中的链轮带动链条进行传动，通过曲轴的旋转使得注油器凸轮进行转动，然后通过此凸轮进行周期性顶开柱塞，最后完成注油。曲轴箱中的链条断、注油单泵损坏会造成注油器不工作；分配器卡阻导致无油流开关无法监测柱塞运动，造成报警；单向阀泄漏会使润滑点的高压气体进入油管，形成气阻，影响分配器的正常工作，造成报警。（2）润滑油的状态。润滑油的粘度导致润滑油在管线内流动缓慢，导致供油不及时，经常出现冬季初次启机运行十分困难，就是出现油路堵塞，造成无油流报警而无法启机；润滑油过于粘稠易含气泡，气泡积累在润滑油中通过注油单泵进入分配器中，分配块内柱塞因为气体介质的存在无法走完有效行程，造成无油流开关磁棒不能有效到位计数引起无油流停机。经常采用高位油箱和供油管线增加电伴热；提高润滑油温度使润滑油粘度降低，增加流动性。（3）接近开关本身原因。无油流开关电源电量不足；无油流开关的主要作用是通过分配块内的柱塞运动压缩磁棒脉冲触发接近开关来探知系统的油流是否正常，检测到无脉冲信号后无油流默认120s报警输出，电池提供电路板计数工作以及二极管工作指示发光所需电量。但是电池是用环氧树脂密封在无油流开关里，测量相对困难。压缩机长时间运行，电池能量不断消耗，工作电压越来越低，在低到一个临界状态时，就会出现接近开关电路板工作不正常，导致计数缺失，造成无油流开关不能稳定工作，形成误报警；单独检查接近开关时，似乎又工作正常，因此到一定年限就必须更换电池。

2.3有油润滑

有油润滑是在压缩机运行过程中通过注油口由注油器注入润滑油，这种润滑方式下磨损系数K受气缸表面粗糙度的影响相对较小。虽然碳焦粒的存在提高了气缸和活塞环的表面粗糙度，但是对磨损系数的影响不是很大，因此对气缸套和活塞环的磨损影响有限。但是，采用有油润滑必然会产生油雾并混入燃料气中，尽管要经过油雾分离器的分离，但仍然会有部分油雾进入下游工业炉烧嘴。不同工业炉烧嘴厂家对燃料气纯度要求不尽相同，若混入燃料气的油雾超过厂家给定的上限值，则会烧坏烧嘴，造成整个装置停产。

2.4降低低温甲醇洗系统气提氮气消耗措施

原始设计只给出低温甲醇洗系统满负荷设计负荷下的气提氮气使用量，对低温甲醇洗工况波动或者低负荷工况下的气提氮气调整缺少操作依据，对气提氮气的浪费较大。应对措施：①通过对低温甲醇洗系统的运行工况总结，优化操作制定不同负荷下的气提氮气使用标准。这样当系统负荷变化时，能够直观地了解到气提氮气的对应的气提量，及时进行气提氮气的调整；②根据煤质中的硫含量变化，对气提氮气进行微调，进一步控制气提氮气的用量。由于煤质中硫含量多少会直接影响到送硫回收酸性气的量和浓度，因此当煤质中的硫含量较低时，根据硫回收运行情况，可适当降低气提氮气的用量，通过降低去硫回收酸性气的浓度来节约气提氮气的使用量；③通过适当降低硫化氢浓缩塔的压力来进一步降低气提氮气的使用量，由于低压对于硫化氢浓缩塔中二氧化碳解析是有利的，因此根据对近几年低温甲醇洗运行工况的总结，在满足尾气指标合格的前提下，将硫化氢浓缩塔的压力由0.1MPa降至0.09MPa，增加闪蒸效果进一步降低了气提氮气的使用量。

3燃料气压缩机润滑方式的选用原则

①压缩机厂家选用有油润滑的方式，若经压缩机到分离器分离后的燃料气纯度可以满足工业炉厂商对燃料气纯度的要求，则建议优先选用有油润滑，以降低设备成本。②如经过计算，燃料气压缩机排气温度较低，远低于CO和H₂反应产生结焦的温度90℃，且不会产生一氧化碳结焦降低压缩机使用寿命的问题，为提高整个装置的安全可靠性，则建议选用无油润滑。

结语

综上所述，燃料气压缩机选择无油润滑与有油润滑各有优缺点，在进行具体设备的润滑方式选择时应针对不同的操作工况做出合理的选择。常规工况下按照优先保证装置的正常运行，综合考虑降低设备的成本投入即可。在特殊工况下若单独选用无油润滑或有油润滑都不是最佳选择，此时可按照无油润滑设计同时配置有油润滑设备，为设备正常运行灵活变换润滑方式提供操作弹性空间。

参考文献

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