合成氨厂压缩机振动及轴承异常原因分析及处理措施

宁 静，杨永祥，李 明，诸 兵

（中海石油富岛股份有限公司，海南东方 572600）

中国海洋石油富岛有限公司 装置是设计年产450kt 合成氨、800k t 尿素装置，于2003年建成投产；合成氨装置采用的是KBR（凯洛格布朗）工艺。合成气压缩机（103J）和氨气压缩机组（105J）是三菱生产的，合成气压缩103J 型号LP：4V-7 HP：4V-7S；氨气压缩机105J 型号5H-6C，两机组均采用干气密封，并共用一油站，润滑油使用的是Shell Turbo S4 X 32防锈汽轮机。

1 事故描述

2018年9月28日，合成装置因仪表故障停车。30日恢复开车后，合成气压缩机103J 机组润滑油过滤器压差出现大幅上涨，12h 由40kPa 上涨至240kPa。10月1日更换润滑油滤芯后，103J/105J 两台机组压缩机驱动端径向轴承瓦温呈现异常波动性上涨。其中103-J 高压缸瓦温波动最高可达128 ℃、低压缸瓦温波动最高118℃，波动上涨后会逐渐下降，但整体波动趋势呈现阶梯状上涨趋势（见图1、图2）；105-J 瓦温持续缓慢波动性爬升，最高达130℃，波动上涨后下降的幅度较小，且瓦温整体水平高于110℃，呈阶梯状上涨趋势；并且两台机组的振动及位移存在异常波动。

图1 103J机组高压缸轴温趋势图

图2 103J机组低压缸轴温趋势图

2 原因分析

通过对机组的异常参数趋势进行分析，发现轴承温度是积累上升后快速下降。轴心位置出现抬升，径向振 动平稳正常。结合相关咨询及文献资料查询，发现两台压缩机组轴承瓦温异常波动的趋势与润滑油生成漆膜现象后轴承波动趋势极为相似，后分析油中的漆膜指数为18，NSA 等级大于12，油品污染较为严重。可以判定103J/105J 油系统中有漆膜生成。

确定是漆膜现象导致103J/105J 轴承温度异常波动后，采取了以下措施进行处理：

1）根据技术规程要求，对润滑油油温在45℃±5℃）进行适当调整，发现油温的高低对轴承温度波动影响不大，后恢复正常油温；

2）润滑油总管压力从正常值136kPa 提高至150kPa，效果不明显，恢复正常油压；

3）降低机组转速至12 600r/min 运行（正常转速12 750r/min），波动略有减小，但并未有明显下降。

采取以上措施后，波动未有明显改善，于是决定置换新油和在线过滤的办法：

（1）10月2日开始置换新油，至11月15日结束，总共置换了80桶（油箱总量120桶）；

（2）10 月24日开始使用油泥/漆膜专用净油机在线过滤。

通过以上措施后，两机组的轴承温度上涨趋势有所减缓，但整体情况仍未有明显改善。

10月27日，合成气压缩机103J 高压缸驱动端径向轴承振动VT2508/9出现较大波幅，最大值31μm，同时位移ZT2504/5 由0.27mm 突变至0.31mm，且有上涨趋势。28日，机组降转速至12 500r/min 以下运行。

11月1日，103JT GV 阀波动，机组转速无法控制装置停车，停车期间更换了新的调速器后机组恢复正常。根据调速器的拆检报告，发现调速器控制油进口管路滤网出现堵塞，堵塞物质为胶质类（见图3、图4）。

图3 调速器控制油进口滤网

图4 调速器控制油进口滤网（放大图）

11月11日，排查润滑油箱中烟气中氨气含量为1%，在排查氨气来源时，发现105J 驱动端轴承回油管中氨气含量为6%，根据机组结构，轴承箱和干气密封之间设置有隔离气封，正常情况下，该处通有隔离氮气，防止氨气泄漏至轴承箱内。如果干气密封泄漏量增大，隔离气封可能无法阻挡泄漏过来的氨气，进而导致氨气进入轴承箱，污染润滑油；再次对干气密封一级、二级密封排放倒淋进行排查时，发现一级、二级排放倒淋氨气泄漏量较大，且压力较高，由此判断干气密封泄漏增大，进而确定润滑油的污染源。

根据排查情况，于11日及时采取了以下措施：

①将干气密封二级排放倒淋就地排放、泄压；

②将轴承箱回油管油温计拆除，接临时油气排放管就地排放；

③将干气密封一级放空管线接就地排放管，确保一级密封泄漏气及时放空，避免二级密封进气压力过高。

通过采取以上措施，11月11日当日，润滑油过滤器压差、105J 及103J 轴承温度及振动波动出现明显的缓和趋势，经过几天的运行观察，润滑油过滤器压差已逐渐下降恢复正常值，103J 机组各轴瓦振动及温度逐渐恢复正常；105J 除驱动端瓦温还比较高，但波动情况已明显好转。

3 结语

经过上述问题介绍及分析，可以判断由于氨泄漏到密封油中进入润滑系统，且油品与氨不相容，形成絮状沉淀，堵塞滤器，导致供、回油管路不畅通，轴承润滑不良，油温升高，透平震动增大，汽轮机调速器内部滑阀（尤其是转子与滑阀可达0.002～0.01mm）卡滞，调速失灵。但由于针对发生的情况积极迅速的采取了措施，避免了设备损坏、停工停产等不必要的经济损失。尽管如此，最终的运转温度、透平震动等仍然高于正常的水平。