合成气压缩机透平止推轴承温度高工艺解决办法

杨光 赵波 谷闯 边士成（锦西天然气化工有限责任公司，辽宁 葫芦岛125001）

1 概述

锦西天然气化工有限责任公司为一家大型化肥企业，年产成品氨30 万吨，尿素52 万吨，合成装置采用布朗工艺流程，工艺复杂，技术先进，自动化程度高。

合成气压缩机100C2是合成氨生产系统的重要设备，轴瓦温度过高会造成机组联锁停车，并会引发轴瓦损伤、轴承损坏等一系列不可逆转的恶性事故。2018年3月，100CT2蒸汽透平止推轴承瓦温（TI512）出现高报警。经过系统排查，发现润滑油总管上油温度55.7℃，振动位移监测值无变化。如不做出改善措施，随着夏季的到来，环境温度逐步升高，轴瓦温度将会影响到压缩机机组过夏，甚至会影响工艺系统的连续运行。

图1 合成气压缩机透平图

2 合成气压缩机透平系统流程

合成气压缩机100C2 为离心式压缩机，主要流程如图1所示。

合成气压缩机的透平100CT2 为抽气冷凝式透平，高压蒸汽管网来的温度515℃、压力12.5MPa 的高压过热蒸汽经主汽阀XV112 及高压调节阀PV253 进入透平100CT2 膨胀做功，在透平中膨胀做功后的蒸汽一部分在36bar、348℃的条件下经过单向阀XV127 抽出，作为中压蒸汽管网供汽，另一部分蒸汽经过透平低压阀PV132进入到透平的后段继续膨胀做功，最后经过透平的末级叶片排入到表面冷却器中冷凝，由冷凝液泵提压后送至水气精制系统循环利用[1]。

3 止推轴承温度高的原因分析

TE511、TE512两个探头同时显示温度高，排除探头故障指示不准的原因，从以下几个方面进行分析。

3.1 换热器换热效率低

换热器利用循环水对油进行换热，随着装置的运行，换热器容易出现堵塞、结垢等问题，降低换热面积及传热推动力，导致换热效果不好，透平润滑油上油温度高，从而造成轴承温度不能被有效降低，最终使TE512出现高温报警。

3.2 油冷器冷却循环水温度

循环水的温度直接影响换热器冷却效果,致使润滑油热量无法有效移除，进而影响透平上油温度，在换热器效率无损失的情况下，循环水温度高，传热推动力减小，同样无法有效将油品冷却至设计温度范围。

3.3 轴承上油量不足

上油管路有一￠10限流孔板，对轴承的上油量起到限流作用，在压力一定的情况下，孔板的大小直接影响上油量。上油量较少，轴承热量无法有效移除，继而造成轴瓦温度升高。

3.4 瓦块本体缺陷及安装间隙

轴位移增加，会使轴承间隙缩小，上油压力一定的情况下，油流量也会相应较少，造成轴瓦温度高。

4 采取措施

4.1 增加冷却设备，提高冷却效果

图2 增加的外循环冷却器

先后增加两台外循环冷却设备（如图2中红色部分）作为降低油温的辅助设备。流程为从油泵出口管线引出一股润滑油，经过外加油冷器冷却后直接并入轴承上油压力表根部，这股较低温度的润滑油将直接降低进入止推轴承的油温，同时降低轴瓦TE512温度。

环境温度升高时，为防止油温受环境温度影响而升高。在油冷器上方安装喷淋管线，通过喷淋达到降温效果（如图3 所示）。

图3 润滑油冷却器增加喷淋

并且从监测情况来看，此举措起到了一定的降温作用。

4.2 条件允许的情况下适当降低循环水温度

循环水的温度，对换热效果也起到很重要的作用，因此可以与水汽车间协调，继续降低循环水温度，最大限度的调整一循二循配比，保证合成循环水量、水温，从而增强油冷却器的换热效果。

4.3 增加上油压力

止推轴承的上油管线压力表根部增加辅助上油管线（φ 10mm不锈钢管），增压冷却后，轴承上油压力提高到0.1MPa，轴瓦温度下降3℃，此措施虽取得一定效果但未达到预期目标。事实证明此项措施有效，但受管径限制上油压力已无法继续提高，达不到更好的效果。整改措施：增大上油管尺寸，更换辅助上油管线为1/2//不锈钢管，更换后上油压力可提高到0.15MPa以上。调整后温度可以下降到113℃左右。

4.4 加大孔板直径，调整轴瓦间隙

上油孔板尺寸为￠10，导致孔板上油量小，通过查找图纸，检修测量，对标学习等多方向研究考证，最终决定增大孔板尺寸到￠13，从而提高轴端上油量，最终达到降低轴瓦温度的目标。

大修检查轴瓦间隙、瓦块磨损情况，保留数据，对轴瓦间隙加以确认，进行重新调整。

5 改进后效果

改造后轴瓦温度由119℃以上报警值降至115℃并保持稳定，一系列措施的实施，使机组顺利的度过了夏季高温天气，达到降低轴瓦温度TE512的目的。

6 结束语

此次处理全方位多角度的分析，多种措施并行，最终达到了预期目标，保证了合成氨装置平稳度过夏季高温天气。降低上油温度、增加上油量等措施，是从工艺的角度，采取了相应的措施，保证装置的连续运行，达到处理方案预期效果，同时为以后遇到此类问题提供参考方向。