原料气压缩机润滑油泵驱动轮机轴承润滑改进

2014-08-29

陈益才
(贵州赤天化集团有限责任公司,贵州赤水 564707)
  原料气压缩机(102-J)由2台离心式压缩机和1台中压冲动凝汽式汽轮机经齿式联轴器串联组成,并安装在同一机座上,机组的润滑、密封、调速油共用一套油系统。如果102-J主润滑油泵的驱动轮机出现问题,辅润滑油泵不能及时启动,造成润滑油压低,就会导致102-J机组跳车;如果主润滑油泵驱动轮机在检修过程中,因电网晃电造成辅润滑油泵跳车,102-J机组就会因润滑油的中断而跳车。以上情况的发生都会直接影响生产装置稳定运行和机组设备安全。因此,减少102-J机组主润滑油泵驱动轮机检修频率,提高润滑油泵驱动轮机稳定运行十分重要。
  1 轴承损坏原因分析
  102-J主润滑油泵驱动轮机(102LOJT)是引进美荷型年产300kt合成氨装置所用“考布斯”工业汽轮机,为立式单级双列速度级冲动式汽轮机,型号RLV-12L,铭牌功率19.8kW,进汽压力3.76MPa,排汽压力0.345MPa,工作转速2950r/min。汽轮机下端采用2个SKF7310向心球轴承并双向轴向固定转子进行轴向定位,上端为单只SKF6307向心球轴承,可自由转动以补偿转子的热膨胀,夹套内通水对上轴承进行冷却,把轴承运行过程中产生的热量带走,确保上轴承在运行中温度保持正常。
  近两年来,平均每年要对102LOJT检修3-4次,每次检修发现汽轮机下轴承座内推力轴承缺少润滑脂,导致下轴承损坏,而上轴承座内的轴承完好无损。①上轴承座加油脂的位置好,日常加润滑脂时易保证加润滑脂质量,上轴承座受夹套冷却水冷却效果好,轴承运行时能保持温度正常,故不易损坏;下轴承座加油脂位置受环境狭窄影响,日常加润滑脂时不易保证加润滑脂质量。②L02LOJT在立式汽轮机中转速较高,下轴承座又不能受到夹套冷却水的冷却,轴承运行中产生的热量无法带走,造成温度高,润滑脂黏度变稀,油脂易从下轴承座羊毛毡密封处甩出,使轴承缺少润滑脂。③102LOJT,下轴承座加油脂专用小管的通径小,弯道多,在运行中温度较高,易使小管弯道处油脂干化堵塞,导致工艺添加油脂时,不能将油脂加入轴承座内。因此,要使102LOJT长期安全稳定运行,必须改善下轴承座润滑条件,确保推力轴承长周期运行。
  2 主轴承润滑改进设想
  根据102LOJT下轴承座使用润滑脂润滑所存在缺陷,对下轴承座采用润滑油润滑,其原理是利用102LOJT所驱动的油泵出口返回的少量润滑油(不对油泵出口压力构成影响),对102LOJT的下轴承座的轴承进行强制油润滑,由流动润滑油将下轴承运行过程中产生热量带走,从而保证轴承运行温度处于良好状态,如图1所示。具体改造措施如下:
  1)从102LOJT所驱动的油泵的出口管上增设一甩头(含限流孔),用胀接方法通过一根Ø12mmx1mm,不锈钢管把甩头与下轴承座原加润滑脂用管口连接起来。甩头的限流孔直径为2.2mm,油压为1.5MPa的润滑油经过甩头限流孔后,油压被适当降低,进入Ø12mmx1mm不锈钢管内,不锈钢管内润滑油再进入轴承座内时,再次降压,流速减缓。流速变缓后循环地进入汽轮机下轴承座内,润滑汽轮机推力轴承。为了确保下轴承座润滑油不从轴承座上轴封滋出,必须在下轴承座顶部径向均布开铣3个30mm宽,10mm深回油槽[1],保证润滑油在常压下流落到大油箱内。
  2)为了确保102LOJT下轴承座的润滑油,不从轴承座下轴封羊毛毡处较大量地泄漏,把下轴承座下轴封改为骨架油封[2]
  3 主轴承改进效果
  2003年9月4日7:00 102J主润滑油泵跳车,通过解体检查,发现102LOJT下轴承座内严重缺润滑脂,推力轴承损坏,造成“抱轴”而跳车,所幸辅润滑油泵及时启动,确保了102-J机组正常运行。利用这次机会,对102LOJT下轴承座润滑缺陷进行如下改造:
  1)加工润滑油泵出口的甩头(含直径为2.2mm限流孔),如图2所示。
  2)将下轴承座铁3个回油槽,如图3所示,确保润滑油在常压下流落到大油箱过程中,不流落到汽轮机与油泵联轴器上。如果润滑油落到高速运转联轴器上,润滑油会被联轴器甩出,打到机组大油箱的箱壁上,造成声音异常。
  3)将102LOJT下轴承座羊毛毡油封拆除,光刀后改造为骨架油封,型号为Ø45mm/Ø62mmx8mm。
  4)在润滑油泵的出口管上开孔,焊接甩头,配Ø12mmx1mm不锈钢管,把甩头与下轴承座原加润滑脂用管口连接起来。102LOJT检修改进完毕后,为保证汽轮机在开车前慢转过程中下轴承的润滑,预先在下轴承的轴承座内加入一定的润滑油。102LOJT慢转完毕后投入试车运行,由于下轴承座有润滑油循环流动,下轴承温度始终保持在44℃左右,且下轴承座上油封无润滑油滥出现象。改造后至今运行良好,说明102LOJT下轴承座润滑改造达到了预期效果。
  4 结束语
  102LOJT下轴承座润滑改造,只是在102-J机组不停车情况下进行应急改进。102-J大修时,将带限流孔甩头移装到102-J机组油过滤器出口管上,并在Ø12mmx1mm不锈钢管上加装1个控制阀门,确保甩头Ø2.2mm限流孔在机组运行中不被异物堵塞,同时无论大修及平时检修,102LOJT下轴承座内都应预先加好润滑油。机组大修完毕先开电泵,电泵运行时,只要将不锈钢管上控制阀门开启,润滑油会自动流人102LOJT下轴承座内;平时检修时,可将控制阀关闭,待检修完毕后再开阀门,润滑油也会自动流入102LOJT下轴承座内,不必再进行人工初始化加油。
  102LOJT下轴承座润滑从2003年9月4日改造投运至今,运行良好,从未检修过。将该成功经验推广到合成空气压缩机、氨压缩机主油泵驱动轮机(型号RLV-16L)下轴承座轴承润滑改进上,同样会收到预想效果。
  参考文献
  [1]机械设计手册联合编写组编.机械设计手册.第2版.北京:化学工业出版杜.1979.
  [2]张弓主编.化工原理.北京:化学工业出版社.1981.

来源:《大氮肥》2004年第3期