浅谈乙烯裂解气压缩机 轴承温度高的分析及解决方法

李华兵

（中国石油广东石化公司化工生产一部，广东 揭阳 515200）

1 机组概况

乙烯装置裂解气压缩机，位号3100-K-3001，产品型号DMCL1404（LP）+2MCL1404（MP）+2MCL1207（HP），离心压缩机产品代号H2982。裂解气压缩机3缸5段15级。压缩机低压缸、中压缸、高压缸驱动端和非驱动端径向轴承温度为115℃高报，125℃联锁停机。压缩机低压缸、中压缸、高压缸推力轴承正瓦、副瓦温度为115℃高报，125℃联锁停机。压缩机低压缸、中压缸、高压缸轴振动88.9μm联锁停机，压缩机低压缸、中压缸、高压缸轴位移±0.7mm联锁停机，试车方案要求控制≤0.5mm。

CASE 1 NORMAL：工 作 转 速 为3826rpm，CASE 1 RATED：3910rpm。最大连续转速为4106rpm，跳闸转速为4517rpm。一阶临界转速：低压缸1687rpm、中压缸1837rpm、高压缸2003rpm。二阶临界转速：低压缸6739rpm、中压缸6013rpm、高压缸7976rpm。

2 初次试车过程问题

2021年5月，压缩机在沈鼓初次进行机械试运转试验，监控画面如图1所示，监控画面中从左往右依次为高压缸、低压缸、中压缸，润滑油供油温度45℃。

图1 监控画面

（1）15:25分，压缩机开始从0转速开始升速。

（2）15:58分，压缩机转速重新升至3912 rpm时，设备数据如表1所示。

表1 3912 rpm时设备数据

通过试车，发现中、低压缸径向、推力轴承温度偏高，不满足技术协议中机械试车温度不大于95℃的要求。

3 问题分析

3.1 能否增大进油量来实现降温

试车过程中的进油量为175L/min，压力为0.16Mpa，轴承温度超标，当把低压缸前后径向轴承的润滑油支路流量升至240L/min，压力升至0.2Mpa时，轴承温度有一定的下降。考虑能否增大进油量降温，但是一旦再增大进油量降温，低压缸支撑轴承油量升至240L/min以上，油站的油冷却器基本没有余量。所以不能增加油量降温。

一直以来杭汽汽轮机润滑油耗量较大，不考虑汽轮机正常控制油和瞬时控制器，仅仅其润滑油耗油量是裂解气压缩机3个缸原设计耗油总量的1.435倍，如果想弥补油站能力，需要减小汽轮耗油，适当提高汽轮机的运行温度至80℃左右。

综合考虑油泵能力、油站油冷却器余量，增大进油量降温的方法不可行。

3.2 能否降低润滑油入口温度来降低轴承温度

从油站设计考虑，1220L压缩机油量，其他耗油量（汽轮机润滑油，正常调节油，瞬时调节油）均不变的情况下，33℃进水，45℃供油，这个时候油冷余量3%，可不考虑44℃及以下供油，因为机组试车检测的回油温度数据是接近60℃，油冷还有余量。如果回油温度是65℃的话（设计是按照65℃回油进行设计），油冷需要双开，当水温不考虑极端33℃的话，比如春秋或者冬天，进水温度低于33℃，油冷大概率没问题。 关于降低润滑油供油温度，比如降至40℃润滑油温度：如果要求机组供油温度40℃，那冷却水进水温度需要调整到不得高于29℃，这样油冷余量能有2%，如果进水温度超过29℃就没有余量，所以通过降低润滑油入口温度来降低轴承温度不可行。

3.3 轴承温度高的原因

（1）轴瓦存在异常摩擦，产生了大量的热量。

（2）轴与轴瓦间隙过小，导致进入油量不足、撤热量不足。

（3）润滑油油质变差，润滑效果变差，引起油温上升。

（4）润滑油供油量不足，导致撤热能力不足。

经过对中、低压缸支撑缸支撑间隙及推力间隙、轴承压盖过盈量进行检查，检查数据在设计范围内。仔细检查轴瓦和轴，没有发现异常的碰磨痕迹，轴与轴瓦的接触面积和位置都在正常范围内，所以可以排除轴瓦存在异常摩擦。同时，对润滑油系统进行多点采样分析，分析结果显示：机械杂质为0，水分为0，运动粘度平均值为45.2mm2/s，结果合格。拆检润滑油油滤器，也未发现异常。如果系统供油不足或润滑油变质，则其他轴瓦温度也会高于正常值，而汽轮机、高压缸轴瓦温度是正常的，所以可以排除此原因。最终分析认为是进入油量不足、撤热量不足。

4 问题处理方案

4.1 轴承节流塞整改

中、低压缸支撑轴承节流塞整改，节流塞内孔尺寸原为6.746mm，扩孔至8.1mm（允许偏差-0.1），如见图2所示。

图2 轴承节流塞整改图

4.2 轴承压盖整改方案

改善中、低压缸推力侧支撑轴承卸油，对中、低缸各1套，推力侧支撑轴承之间的垫片(200X2042H2638)和推力侧压盖(200-4476H2638)进行补加工，推力侧压盖上打7个φ15mm孔，垫片上铣10mm深槽，如图3、图4所示。

图3 推力调整垫改造示意图

图4 轴承压盖改造示意图

4.3 进口轴承结构整改1

（1）下轴承体的3个节流塞孔扩至φ9mm，如图5所示；节流塞扩孔后，单支油量175L/min。

（2）在轴承瓦块的进油侧倒油楔，如图5所示。因是瓦块的单侧油楔，加工时要注意旋向，粗糙度应不低于瓦面的其他部分。

图5 轴承改造示意图

4.4 进口轴承结构整改2

（1）中、低缸支撑轴承增加喷油板，节流塞安装喷油板上，喷油板把合在轴承体内圆每两个瓦块间，改善了支撑轴承进油，同时轴承体进油槽扩至40mm，见图6。

图6 轴承装配示意图和轴承体图

（2）对中、低压缸进口支撑轴承进行测绘，测绘部分：轴承体、轴承瓦块、瓦块两侧的阻油环、下瓦顶升油接头、接口。作为设计轴承瓦块的接口依据和参考。设计预负荷为0.5左右轴承瓦块，4副轴承一套设计图纸。4.5 中、低压缸支撑轴承数据（如表2所示）

表2 中、低压缸支撑轴承数据表

5 结语

润滑油量的多少对机组轴承的影响很大，基于润滑油油泵的输出能力一定的情况下，对轴承做了一些局部调整、整改，如增大轴承进油节流塞直径以增加进油量，最后将原浸没式进油改成喷油嘴直接供油，再次试车最大连续转速下最高温度在86℃以下，跳闸转速下最高温度91℃左右，较好地满足了协议机械试车不大于95℃要求。

在对轴承进行改造的同时，一定要考虑到对机组的振动是否有影响，既要考虑较低的轴承温度，同时也要考虑机组的长周期运行。

裂解气压缩机轴承通过上述一系列方案的改造后，再次试车，轴承温度进一步降低，径向轴承温度和推力轴承温度降至86℃以下，再次试车设备数据如表3所示，轴承温度达到最佳效果。

表3 3910 rpm时设备数据