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往复式压缩机填料异常磨损故障分析

  【压缩机网一、引言

  某炼厂60万吨/年柴油加氢装置,新氢压缩机K-101A在近期,因压缩机下沉量位移探头报警,对活塞支撑环磨损进行了检查检修,更换了活塞支撑环,同时也给填料函做了拆检,清洗了填料函各层填料密封环,更换了填料盒冷却水密封圈。

  在运行2天后,现场二级填料函漏气高位防空线出现漏气监测漏氢报警,运行人员和维护人员到达现场后,现场曲轴箱呼吸帽出现有气体伴随润滑油外滋现象。维护人员判断填料函漏气,随即联系运行部停机展开检查。拆检发现,填料函各层密封环异常磨损,每层填料盒里有大量黑色粉末。如下图所示:

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  二、机组概述

  本新氢压缩机为两列二级,对称平衡式压缩机,气缸为少油润滑双作用水冷式。布置方式为双层布置,其结构简图见下图。

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  新氢压缩机的铭牌参数如下:

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  压缩机主要技术规范

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  三、填料函泄漏故障原因分析

  拆检发现大部分填料密封环磨损严重,填料函漏气是造成现场二级填料函漏气高位防空线出现漏气监测漏氢报警的原因。泄漏的氢气经中体进入曲轴箱,高压氢气将润滑油从呼吸帽压出。

  往复式压缩机填料函密封环异常磨损的可能原因有:

  ①填料函的安装问题导致:安装前没有彻底清洗填料的各零部件,没有保证无油垢和其它脏物油泥;

  ②活塞杆表面严重拉毛或者严重磨损;

  ③没有正确检查调整填料密封环等在密封盒的轴向间隙,填料密封环轴向间隙太小,有卡环现象,或者是轴向间隙过大导致冲击变形失效等;

  ④填料密封环的预紧弹簧损坏,不起预紧作用;

  ⑤在安装各填料密封室时,未能保证冷却水路畅通;

  ⑥填料注油器用油不符合厂家要求;

  ⑦填料函注油管线不通畅或堵塞或注油量太小。

  初步原因分析排查:

  ①安装清洁不到位问题:近期检修现场执行文明施工,现场配件清理到位,各个填料盒研磨清理后均用压缩风吹扫彻底,有多人验收,确认不是造成填料泄漏的原因。

  ②活塞杆表面经检查,没有拉毛现象,不是造成填料泄漏的原因。

  ③没有正确调整密封环等在密封室的轴向间隙:查验检修记录,填料密封环在填料盒里的轴向间隙为0.40mm,符合厂家设计技术要求。

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  ④检查填料密封环的预紧弹簧,没有损坏、变形、断裂等现象。

  ⑤检查现场填料循环冷却水,水温水压正常。

  ⑥填料函注油器用油符合厂家要求。

  压缩机厂家要求气缸、填料润滑系统用油如下:

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  本机所用油为L-DAB100,满足厂家技术要求。

  ⑦填料函注油管线不通畅或堵塞或注油量太小:

  根据厂家给出(尽量控制不要断油)推荐的润滑油注油量:(按单点注油计算)

  一级            二级

  气缸   9~18滴/分钟  12~24滴/分钟

  填料盒 8~16滴/分钟  14~28滴/分钟

  注油量是在开机前调整好才能开机,开机当时将二级填料函注油调整为30滴/分,应当不是问题。

  根据拆解时观察填料函:填料函周围都是黑色粉末,但是填料函底部腔体有积油。如下图:

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  本新氢压缩机是装置连续运行的机组,设计易损件都按标准8000小时(1年)设计,切机较频繁,1个月切一次。通过和厂家沟通得知,频繁切机会使和金属件接触部分的PTFE 极快发生因温度变化而失效,包括耐磨性能降低,之前磨下的粉末和润滑油品在高温氢气下融合冷却后发硬,堵塞润滑油的注油孔道;若不及时清理,导致下次开机时极易发生断油,会使PTFE 填料发生干摩擦失效泄漏。这是本次故障产生的一大诱因。

  填料函总成解体,填料函内部全是干干的黑色粉末,似是润滑油没有注入,但根据注油器工作情况,润滑油从注油器确实进入了接管处。随即拆解注油

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  未发现堵塞及油泥且畅通。

  最后检查润滑油进填料函的金属编制软管,在0.6MPa的压缩风憋压时,发现金属软管从编织外圆有轻微漏风,进而找来专用打压设备对金属软管打压1.5MPa检查,发现软管存在多出漏点。

  经与压缩机厂家咨询,注油器润滑油经送至软管进入填料函油嘴,最终进入填料函最高压的一道填料密封环处,此处压力约为8.0MPa,由于注油器是容积式柱塞,在没有出现管路泄漏的情况下,注油泵克服填料函第一道密封环处压力,将润滑油注入到密封环与活塞杆内侧,随着压缩机往复运动,将润滑油不断注入在填料函的各级密封环内圆柱面上。但是本机的填料函软管出现了问题,有多处漏点,在气缸高压氢气的阻挡下,导致润滑油从金属软管处提前泄漏,散落在填料函外部,并没有润滑油进入填料处,这是本次填料函异常磨损的主要原因。

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  根据机组情况,对所有金属软管给予更换,如下图所示:

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  四、故障总结

  通过本机此次故障,充分说明有油润滑对机组的重要性。在检维修过程中,检修检查要仔细。一些隐蔽部位,怎样验证它的可靠性与完好,怎样检查更趋于规范,科学,不能仅依靠观察,要有监测仪器。

  根据本级填料函技术要求,建议:

  1)升级填料材料

  选用更耐磨的HY101材料(PTFE+PPS)

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  2)改用无油材料(建议推荐)

  若希望改用无油润滑工况,我们也可以升级选材,采用无油润滑材料来满足需求。

  3)建议每次切换机组时间可按6 个月执行,或短时间切换试用备用机组(保持气缸温度),此状况也针对气(阀片也是非金属)。

  贺尔碧格要求填料注油滴数为一级12滴/分钟,二级28滴/分钟,而现场实际一、二级填料注油量均为12滴/分钟。建议增大润滑油的注入量,尤其在开机初期,大的注油量有助于提高填料的工作寿命。

  4)建议每次开机前加大注油量,随着机组运行时间的延续,最终缓慢将注油量调整至规定注油量。

  5)在检修注油管路时,联接软管必须采用专用打压泵,按照填料函设计阻封压力,检查金属软管或高压橡胶软管的耐压情况,避免出现润滑油异常泄漏,不能进入填料函。

  五、压缩机检修时对填料函注油系统的调试检查

  填料函的注油系统是在有背压下工作正常才是真正的正常,不是压缩机没有启动前填料函润滑油的工作通畅。规定背压下管路无泄漏,注油器的柱塞泵才能将润滑油送到填料函设定位置。

来源:本站原创

标签: 填料磨损压缩机  

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