摘要：分析了燕山石化煉油二廠連續(xù)重整4M40-142/2.4-8.5四列二級(jí)對(duì)稱(chēng)平衡型往復(fù)式壓縮機(jī)大頭瓦燒瓦原因，提出了解決方案，為此類(lèi)問(wèn)題的處理提供了借鑒。

　　關(guān)鍵詞：往復(fù)式壓縮機(jī),曲軸,大頭瓦,燒瓦,處理方法

　　前言

　　往復(fù)式壓縮機(jī)屬于容積式壓縮機(jī)，是使一定容積的氣體順序地吸入和排出封閉空間提高靜壓力的壓縮機(jī)，具有以下特點(diǎn)：

　　※ 壓力范圍廣，從低壓到高壓都適用;

　　※ 熱效率較高;

　　※ 適應(yīng)性強(qiáng)，排氣量可在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié);

　　※ 對(duì)制造壓縮機(jī)的金屬材料要求不苛刻。

　　基于以上特點(diǎn)，往復(fù)式壓縮機(jī)在石油、化工、新能源、食品、飲料等行業(yè)中被廣泛的應(yīng)用。往復(fù)式壓縮機(jī)主要由三大部分組成：

　　※ 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(包括曲軸、軸承、連桿、十字頭、聯(lián)軸器等);

　　※ 工作機(jī)構(gòu)(包括氣缸、活塞、氣閥等);

　　※ 機(jī)身。

　　其中傳動(dòng)部分的作用是把電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此其在壓縮機(jī)的運(yùn)行中起著非常關(guān)鍵的作用。

　　燕山石化公司煉油二廠80萬(wàn)噸/年連續(xù)重整裝置新氫增壓機(jī)為沈陽(yáng)氣體壓縮機(jī)廠生產(chǎn)的4M40-142/2.4-8.5-57.8/7.5-23-BX型壓縮機(jī)。該機(jī)負(fù)責(zé)將連續(xù)重整裝置生產(chǎn)的氫氣經(jīng)兩級(jí)壓縮后一部分送至預(yù)加氫，大部分送至氫氣管網(wǎng)，供中壓加氫、柴油加氫等臨氫裝置使用。該機(jī)組共有3臺(tái)，組成開(kāi)二備一的配置，其工藝位號(hào)為K202A/B/C。該連續(xù)重整裝置投產(chǎn)于1997年8月，設(shè)計(jì)處理量為60萬(wàn)噸/年，2008年10月經(jīng)過(guò)改造，裝置處理量擴(kuò)至80萬(wàn)噸/年，K202機(jī)組本體未做動(dòng)改，將重整產(chǎn)物分離罐D(zhuǎn)201、1#再接觸罐D(zhuǎn)202、2#再接觸罐D(zhuǎn)203進(jìn)行了更新，開(kāi)工后壓縮機(jī)帶液情況較嚴(yán)重。

　　1.K202的基本參數(shù)及結(jié)構(gòu)

　　1.1K202的設(shè)計(jì)參數(shù)

　　1.2壓縮機(jī)的基本結(jié)構(gòu)

　　K202壓縮機(jī)為四列二級(jí)對(duì)稱(chēng)平衡型往復(fù)式壓縮機(jī)，機(jī)身由兩個(gè)兩列機(jī)身組合而成，兩個(gè)機(jī)身用螺栓聯(lián)接在一起。其中一段每列共有6個(gè)進(jìn)氣閥和6個(gè)排氣閥，二段每列共有4個(gè)進(jìn)氣閥和4個(gè)排氣閥。負(fù)荷調(diào)節(jié)方法是壓開(kāi)吸入閥和固定余隙腔，氣量調(diào)節(jié)范圍是0～25%～50%～75%～100%。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如下：

　　

2.K202C燒瓦事故情況描述

 

　　該機(jī)組自1997年8月投入運(yùn)行以來(lái)，到2010年已累計(jì)運(yùn)行超過(guò)13年，2004年曾出現(xiàn)過(guò)燒瓦及曲軸磨損故障，經(jīng)過(guò)處理后，2005年至2010年運(yùn)行情況基本穩(wěn)定，未再出現(xiàn)過(guò)嚴(yán)重的設(shè)備故障。

　　2010年11月1日14:00，班組操作人員發(fā)現(xiàn)K202C主軸瓦溫度上升，其中2#主軸瓦溫控TE-4003從31.9℃快速升至70℃，油壓下降，操作人員立即到現(xiàn)場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)K202C機(jī)組振動(dòng)較大，立即停機(jī)處理。同時(shí)開(kāi)啟K202B。

　　停機(jī)后，車(chē)間管理人員立即聯(lián)系維修人員對(duì)機(jī)組曲軸箱進(jìn)行拆檢查看曲軸運(yùn)行情況及對(duì)主油泵進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)壓縮機(jī)3#缸連桿大頭瓦嚴(yán)重磨損，瓦面巴氏合金層嚴(yán)重?zé)龤В�瓦基已基本磨掉。與之配合的曲軸表面磨損嚴(yán)重，有大量黑皮。3#缸連桿體沿周向有較深劃痕，為燒瓦時(shí)瓦背與之摩擦所形成。

　　3.K202C燒瓦事故原因分析及處理

　　3.1K202C燒瓦事故原因分析

　　一般而言，燒瓦的原因主要有以下幾點(diǎn)：

　　※ 軸瓦與軸之間的間隙不合適;

　　※ 軸承偏斜或軸彎曲;

　　※ 潤(rùn)滑不良;

　　※ 油質(zhì)太臟或變質(zhì)，或有其它雜質(zhì)進(jìn)入軸承。

　　本次故障發(fā)生后，通過(guò)查閱最近一次機(jī)組檢修的記錄得知，檢修時(shí)軸瓦與軸之間的間隙及軸彎曲度均在正常范圍內(nèi)。而機(jī)組所使用的潤(rùn)滑油也每月定期采樣由檢驗(yàn)中心進(jìn)行粘度及機(jī)械雜質(zhì)等分析，油質(zhì)無(wú)異常。在本次故障中，從壓縮機(jī)故障經(jīng)過(guò)及拆檢情況分析及從壓縮機(jī)由出現(xiàn)振動(dòng)大及主軸承溫度升高時(shí)間上看，30分鐘內(nèi)二級(jí)連桿大頭瓦出現(xiàn)了嚴(yán)重的磨損，曲軸表面同樣燒損，可以判斷本次故障是由于該大頭瓦處潤(rùn)滑不良造成的。檢查壓縮機(jī)油系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)從十字頭到連桿的油路暢通，經(jīng)過(guò)與主機(jī)廠技術(shù)人員的共同探討，分析原因如下：

　　該機(jī)組是2008年10月大修，在2008年至2010的時(shí)間段內(nèi)，由于裝置改造導(dǎo)致機(jī)組帶液增加，機(jī)組故障較多，開(kāi)停車(chē)較為頻繁，其中最短的運(yùn)行時(shí)間僅為兩周。2010年以來(lái)，隨著對(duì)機(jī)組切液頻次加強(qiáng)，機(jī)組的運(yùn)行周期已經(jīng)延長(zhǎng)到3個(gè)月左右。機(jī)組頻繁開(kāi)停時(shí)對(duì)軸瓦的沖擊及磨損較正常運(yùn)行時(shí)大，K202機(jī)組使用的大頭瓦為薄壁瓦，薄壁瓦的巴氏合金層較薄，一般不大于1.5mm，頻繁沖擊 可能導(dǎo)致軸瓦表面巴氏合金層出現(xiàn)龜裂，連桿大頭瓦的巴氏合金層在運(yùn)行中突然出現(xiàn)疲勞脫落，脫落的巴氏合金在瓦基與軸瓦中被碾壓的同時(shí)，油膜遭到破環(huán)，并堵塞油孔，軸瓦與軸形成干摩擦，而燒融的巴氏合金黏在曲軸表面又加快了大頭瓦的磨損，因此大頭瓦迅速燒毀。

　　3.2大頭瓦及曲軸修復(fù)情況及處理措施

　　1)曲軸經(jīng)磁粉探傷發(fā)現(xiàn)大面積表面裂紋，如圖5所示。經(jīng)磨至Φ247后，仍留有表面裂紋一條約4mm長(zhǎng)。該拐徑最終尺寸為Φ247_0.12～_0.13mm。最后一條裂紋經(jīng)打磨后除掉，留有約Φ8mm、深0.3mm的光滑凹坑一處，不影響短期使用。

　　2)連桿檢測(cè)：鑲瓦后大頭孔Φ247+0.1～+0.12,小頭十字銷(xiāo)孔Φ145+0.11～+0.20(標(biāo)準(zhǔn)Φ145+0.08～+0.10)，大小孔平行度0.07mm(要求0.02mm)短期可用，待新連桿到貨后進(jìn)行更換。

　　3)對(duì)3#缸連桿大頭瓦進(jìn)行更換，將薄壁瓦更換為厚壁瓦。

　　4)對(duì)機(jī)組潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行清洗，更換潤(rùn)滑油。

　　4.結(jié)語(yǔ)

　　本次K202C燒瓦的故障通過(guò)與主機(jī)廠技術(shù)人員的共同分析找到了原因，并在主機(jī)廠配合下對(duì)曲軸進(jìn)行了修復(fù)，并對(duì)磨損的大頭瓦進(jìn)行了更換。壓縮機(jī)燒瓦不僅對(duì)機(jī)組損害巨大，同時(shí)也會(huì)對(duì)裝置穩(wěn)定生產(chǎn)造成影響，因此如何預(yù)防此類(lèi)故障發(fā)生顯得至關(guān)重要。機(jī)組帶液對(duì)壓縮機(jī)損害嚴(yán)重，僅通過(guò)加強(qiáng)切液無(wú)法從根源上解決問(wèn)題，應(yīng)通過(guò)一系列技措手段設(shè)法徹底解決帶液?jiǎn)栴}，避免壓縮機(jī)的頻繁啟停。不可否認(rèn)，此次壓縮機(jī)燒瓦故障大頭瓦與曲軸之所以燒毀嚴(yán)重與操作人員發(fā)現(xiàn)軸瓦溫度上升后切機(jī)不夠及時(shí)有一定的聯(lián)系，因此，今后還要加強(qiáng)對(duì)機(jī)組操作人員的培訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)組油壓、溫度波動(dòng)和機(jī)組振動(dòng)變化趨勢(shì)不正常時(shí)要盡早切換壓縮機(jī)，可以有效地將對(duì)機(jī)組的損害降至最低。

　　參考文獻(xiàn)

　　1 白彥. 6M50往復(fù)式壓縮機(jī)燒瓦事故分析處理.GM通用機(jī)械，2011(7):46-47

　　2 姜培正主編.過(guò)程流體機(jī)械.北京：化學(xué)工業(yè)出版社