机泵油雾润滑技术在重油催化装置中的应用

中国石油兰州石化公司设备维修公司 刘洪涛 余永增 刘文生

中国石油兰州石化公司炼油厂 谢新会

分析了机泵轴承易于损坏的主要原因，详细介绍油雾润滑系统的主要组成、原理、启停操作步骤和在某厂重油催化装置的成功应用，结合实际运用中出现问题进行相关处理，最后对机泵采用油雾润滑系统实现集中供油的应用效果进行分析。

机泵是炼油化工装置的主要设备，在离心泵发生的故障中，除机械密封失效外，主要由轴承故障所引起。轴承除超负荷运转，轴承的润滑不佳是其故障的主因。传统的轴承油池润滑方式，存在很多不稳定因素，例如，油位的高低、油池进水、油池进固体颗粒杂物以及散热能力不好等等，都会影响润滑效果，从而缩短轴承的使用寿命、影响机泵故障率及可靠性。此外，传统非强制、分散给油的润滑方式，自动化程度低，操作人员的劳动量较大，同时也避免不了人为因素造成的不良影响。

油雾润滑目前作为一种先进的润滑方式，能够提高机泵润滑质量，保障其平稳运行，在连续性生产装置的机泵应用中就显得尤为重要。本文着重介绍油雾润滑技术及其在重催装置中的成功应用情况。

一、油雾润滑系统的工作原理与构成

1.工作原理

油雾润滑系统的主油箱是系统的核心设备。其原理是将压缩空气（如仪表风）引入主油箱，通过雾化工艺，产生微米级的油雾颗粒。通过管道送到需要润滑的部位。颗粒极小的油雾在金属摩擦表面形成润滑效果更好的油膜，减小摩擦力及零件的发热，使轴承温度明显下降。另外由于轴承腔内充满油雾，对外界存在微正压及外来污染物很难进入轴承腔，因而保证了轴承的清洁，防止了摩损的加速。图1为机泵油雾润滑简图，前后轴承处伸出的细管为油雾进口。供入的压缩空气形成高速气流与润滑油在雾化器内部混合而形成油雾，其中较大的油雾颗粒在重力的作用下落回到油箱中，较小的颗粒留在气体中形成油雾，随压缩空气经管路输送到各个润滑点。润滑油和空气温度控制是由两个温度传感器采集信号，通过温度控制系统控制加热器来实现的，并实时数字显示温度值。空气和油雾压力通过两个压力变送器监测，实现压力上限、下限报警并实时进行数字显示。油箱中的液位由液位变送器监测，可以实现液位上限、下限报警，并实时进行数字显示。报警指示蓝灯状态为正常运行，红灯为异常（图2）。

2.系统构成

油雾润滑系统由供气系统、电控系统、机械元件、人机界面、油雾管路系统组成。

表1 油雾润滑系统主要参数

图2 系统监测界面

供气系统由管路、阀门、调压过滤器、空气加热器、空气温度传感器、空气压力传感器等组成。现场需要提供0.3～0.5MPa，15m3/h的仪表风。仪表风通过过滤减压阀进入加热器，达到预定温度后进入到油箱。通过温度传感器实时测取压缩空气温度，并由控制系统进行温度调控。

控制器用于监测气温、油温、气压、雾压、液位等重要数据，并在设备出现故障时发出报警信号。

系统的机械元件由主油箱、辅油箱、外箱体、回油管路、出雾管路构成。

人机界面能显示压力、液位，温度的报警值与设定的当前值。

油雾管路系统包括：主管路、支管路、连接管路、配雾器、集油盒、凝缩嘴。

其中，凝缩嘴和油雾分配器是润滑系统的关键元件。凝缩嘴使油雾重新凝聚成较大的具有黏附力的油滴，保证摩擦副表面形成良好的油膜而起到润滑效果。油雾分配器是用于对一个或多个润滑点的油雾进行分配的重要元件，在系统工作时可以通过其视窗观察油雾流动的情况。

3.主要性能参数

系统主要性能参数如表1所示。

二、油雾润滑在重催装置的应用概况

某厂重催装置于2011停工大修时引入沈阳佳益油雾技术有限公司的油雾润滑系统，对装置47台机泵群进行了集中油雾润滑系统的设计、制造、检验、试验、改造并投运。

1.油雾润滑的应用范围

油雾润滑包含纯油雾润滑和吹扫型油雾润滑，这两种润滑方式可以同时出现在同一个油雾系统中。纯油雾润滑适用于泵功率小于1 000kW，转速大于600r/min、小于3 000r/min。当泵轴承带有滑动轴承、圆锥滚子轴承、介质温度大于340℃、泵体温度大于80℃时采用吹扫型油雾润滑。

纯油雾润滑主要应用范围有：减压渣油泵、提升管进料泵、粗汽油泵，塔顶提升泵，轻柴油泵、换热水泵、湿空冷喷水泵、重化物泵、冷回流泵、脱吸塔进料泵、吸收塔塔底泵、补充吸收剂泵、稳定塔顶回流泵等。而吸收塔中段回流泵采用吹扫型油雾润滑。表2为本次油雾润滑改造机泵范围和主要代表的参数值。图3是本次改造用油雾润滑配件规格。

表2 油雾润滑改造主要机泵一览表

图3 本次改造用油雾润滑配件规格

2.油雾润滑的操作步骤及使用方法

（1）向主、辅油箱加油。打开注油门，拧下空气滤清器盖便可直接加油。加油过程中注意观察液位读数，当读数为200mm时，停止加油。待加油过程完毕后将空气滤清器盖拧上，注油小门关上即可。随后向辅油箱加油上限即可。

（2）打开主油箱与油雾管路上的球阀，关闭辅油箱与油雾管路上的球阀，打开回油管路球阀。

（3）打开主油箱与压缩空气入口处的球阀，关闭辅油箱与压缩空气入口处的球阀，并将空气压力调节至工作压力0.3MPa。

（4）压缩空气供气系统运行10min，确保系统管路没有泄漏和堵塞现象之后，接通油雾润滑装置电源。

（5）将防爆电控箱背面的开关打至ON，系统上电，当触摸屏显示正常时，在屏幕上显示气压、雾压、液位、气温、主油温、辅油温的当前实际值。此时按F1键对主油箱加温，按F2键对辅油箱加温，按F3键进行参数设定（需输入密码），F4为显示报警。以上各现象如果正常，则系统运行2h，使得各参量值都稳定地在设定的范围之内。

（6）打开各泵上方支管路的焊接球阀，重新调整压缩空气的工作压力和油雾压力，直至肉眼能够在集油盒处清晰观察到油雾，此时整个系统处于正常的工作状态，机泵具备了切换到油雾润滑系统运行的基本条件。

3.油雾润滑在使用过程中的问题及处理

当系统停电时，系统的指示灯熄灭，没有油雾从系统中流出，触摸屏自动关闭。打开A或B系统的电磁阀跨线手阀，恢复供电。

当系统停风时，系统不产生雾，打开油雾阀门没有油雾流出。为了保证泵的安全运行，应尽快将油雾润滑切换为稀油润滑。

将本地报警和部分重要参数连接到控制室主机(DCS)，以便操作人员能够及时掌握油雾润滑系统的工作情况。

在油雾润滑主机油雾压力高报警时，油雾分配主管有可能积液，导致油雾输送不畅，压力升高。把油雾分配主管末端的法兰拆开，待大量的液态油排净后，回装法兰，压力可下降到正常值。

此外，如何判断某个部位凝缩嘴是否堵塞及判断每个轴承箱的润滑状态是维护的重点和难点。为了能很好地监控每一个注入润滑点工作状态，可在每一个注入点前增加一压力表，或是流量传感器由DCS监控其油雾传输状态。若某一点发生异常可以及时现场确认和处理。

三、机泵采用油雾润滑系统实现集中供油的应用效果

1.流程简单、操作方便、便于安装和维护

集中式供油雾，主机由微电脑控制，对系统的温度、压力、液位等设置监测报警信号，并可以与工厂的主控室相连，启动后无需人为调整即可达到工艺要求，并可长期自动运行，易于管理。

安装比较方便，对于一些老厂想进行技术改造，对机泵采用该套技术来说，不需要对机泵轴承箱重新设计或加工。油雾可以通过原有的轴承注油孔直接喷射到润滑部位，集油管线可以利用原轴承腔放油孔。整个系统可靠性高，可使设备长期无故障运行。

2.改善润滑环境，降低故障率，延长轴承使用寿命

机泵轴承集中供油润滑系统采用连续供油润滑，使轴承处于良好的润滑状态，采用油雾润滑可以使轴承温度降低10～15℃，较低的运转温度可以延长轴承的使用寿命。雾状润滑油能在轴承箱内维持较小的正压，外来污染物和腐蚀剂会被排除。

3.节省费用，提高效率，可实现设备精细化、目视化管理

机泵采用油雾润滑后，润滑油雾分配及时准确、适量，每天耗油量相对于润滑，总耗油量可降低60%。采用油雾润滑，使原来油池搅拌热量消失，降低运行温度，保证轴承清洁，降低摩擦作功。对某些机泵甚至可以关闭其轴承套的冷却水，进而降低能耗。由于机泵轴承故障率的明显下降，轴密封损坏也可减少45%～65%，机泵维修费用可降低60%～80%。同时不再需要每班巡回检测机泵油位及每台机泵定期换油，大大降低劳动强度，为推进设备精细化、目视化管理提供技术支持和保障。

四、结论

某厂重油催化装置机泵群自大检修油雾润滑改造以来，经3个多月的使用，轴承故障大大减少、备件费用及维护成本等大幅降低。它能很好地改善运转机泵润滑环境，延长轴承的使用寿命。

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