压缩机曲轴箱润滑油粘度异常升高原因分析

针对压缩机气缸高粘度润滑油进入曲轴箱，造成原来低粘度的润滑油被污染，使其快速變质、粘度异常升高，对润滑油粘度异常升高的原因进行分析，对刮油环盒进行技术改造。有效阻止气缸端润滑油进入曲轴箱，减少曲轴箱润滑油的污染，达到了延长机组寿命，降低使用成本的效果。

[关键词]注气压缩机；润滑油；粘度；刮油环盒；改造

中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）47-0077-01

某注气站共有2台美国卡麦隆公司生产的MH66型天然气压缩机组，单台机组设计注气量20×104m3/d，进气压力：1.8-2.5MPa，排气压力：52MPa；压缩机采用三级压缩。

主机厂考虑到排气压力高，机组负荷大，为了使曲轴、气缸、填料等部件能得到良好的润滑，压缩机厂家选择气缸润滑油用美孚格高320，动力黏度为100℃时55.2mm2/s；曲轴箱润滑油用美孚飞马805，动力黏度为100℃时13.5mm2/s。

1 存在问题

1.1 压缩机突然出现主轴承高温

压缩机主轴承温度达到90℃，此时润滑油温度仅82℃，温差异常，检查主轴承和温度传感器并没任何故障。

1.2 压缩机润滑油失效

在机组更换润滑油时发现压缩机曲轴箱油底壳有大量粘稠物，取样化验，显示曲轴箱润滑油粘度严重超标，美孚厂家化验结果显示润滑油中含有美孚格高320润滑油成分。

2 造成直接后果

润滑油黏度升高造成以下后果：

1）生成不容物：堵塞过滤器、曲轴润滑油孔、连杆润滑油孔，影响运动部件的润滑，使整个机组处于不正常的运行状态，存在隐患。

2）润滑油温度升高：由于润滑油粘度过大导致流动性变差，散热效果降低，造成主轴承、连杆瓦高温等。

3）轴瓦抱死：连杆瓦内壁是巴氏合金材料，巴士合金的熔点很低，正常工作温度不超过100度，过高的油温会造成巴氏合金溶解，最严重后果就是轴瓦抱死最终导致曲轴和连杆损坏。

3 原因分析

3.1 润滑油

将污染后的润滑油加入压缩机曲轴箱，压缩机润滑油是密封桶装存放，且润滑油存放时间不足半年，不存在变质污染；在压缩机曲轴箱加油或补油时加错润滑油，但是压缩机润滑油和补油工具都是独立存放，且熟知润滑油型号、不存在加错；压缩机曲轴箱润滑油选型时有误，润滑油不能满足压缩机运行工况，润滑油选择是由压缩机厂家和润滑油厂家经过详细计算后选择，不存在选型错误问题。

3.2 气缸油窜至曲轴箱

1）由于运行时间的不断增加、压力盘根的老化以及压力盘根盒及活塞杆的磨损，使之配合和密封的间隙增大，造成压力盘根处漏气，注入的气缸油被高压泄漏的气沿着活塞杆带出。

2）主机设计时，行程为152.4mm（6inch），而主填料盒法兰端面与刮油环盒法兰端面间距非常短，仅为75mm，无法避免有部分活塞杆（扣除法兰厚度，有60mm的轴向长度）来回进出填料环区域（气缸油）与刮油环区域（曲轴箱油），一方面致使两种润滑油交叉污染，另一方面由于被天然气污染的气缸油串入曲轴箱后也引起曲轴箱润滑油被污染。

3）原刮油环盒只布置了一组三片

式的、单作用的刮油环，随后跟着一组减小脉动影响的双作用密封环。这样，活塞杆往复运动时，无论是气缸来油还是曲轴箱来油，均被刮油环从活塞杆上刮下，并且沿着同一个回油孔回流到曲轴箱（图1）。

4 解决措施

综合对比发现压缩机气缸油窜至曲轴箱是因为原刮油环盒设计中没有考虑两种润滑油不能混合的特性，只布置了一组三片式的、单作用的刮油环，随后跟着一组减小脉动影响的双作用密封环。这样，活塞杆往复运动时，无论是气缸来油还是曲轴箱来油，均被刮油环从活塞杆上刮下，并且沿着同一个回油孔回流到曲轴箱[1]。

根据上述分析，如果考虑修改机身、加长活塞杆等等，不切合实际，因此、只能从刮油环盒考虑，想办法将气缸油与曲轴箱油在刮油环盒处尽可能地分开，使它们交叉污染的程度尽可能的降到最低。依据此思路，在现有结构装配尺寸不超出容许修改范围的前提下，结合活塞杆线速度v=4.98m/s（n=980rpm，速度偏高，油量相对来说比较大）以及压缩机的工作介质天然气不能蹿到曲轴箱（否则天然气会污染曲轴箱润滑油，致使其闪点降低，带来爆炸的危险）等[2]（图2）：

修改原刮油环盒的结构，在靠近十字头侧，布置两组（一组三片式B01、一组两片式B02）刀口朝向曲轴的刮油环，期望它尽量多的刮走曲轴箱来油，并且让刮下来的油沿着专用的回油孔回到曲轴箱；随后布置一组双作用的脉动密封环B03，防止泄漏到中体里面的天然气进入到曲轴箱，同时减少气流脉动对刮油环的不良影响；在靠近中体侧，布置一组两片式的、刀口朝向气缸侧的刮油环B04（即反向刮油环），期望它刮走气缸来油，并且让刮下来的油沿着开向中体的回油槽回到中体，然后走排污管道直至排污容器，使尽可能少的气缸油进入到曲轴箱。

5 经济效益与建议

5.1 改造后的经济效益

1）改造后可以减少机组不必要停机，延长机组寿命，减少机组停机时天然气的放空量，提高设备利用率。

2）改造后延长了主轴瓦，曲轴瓦，十字头瓦等静轴承的使用寿命，减少填料盒、机油滤芯、密封圈等配件的更换频率和维护人员的工作量，降低使用成本。

3）改造后能阻止气缸端润滑油进入曲轴箱油底壳，从而减少曲轴箱润滑油不必要的污染。

5.2 建议

随着天然气的广泛开采，越来越多的高压天然气压缩机投入使用。这种改造方式及此次压缩机故障类型，对以后高压天然气压缩机的设计与改造，尤其是需用到两种不同润滑油的工况时，给出了一个正确的设计思路和一桩成功的维修案例，为以后压缩机维修有很大的参考价值。

参考文献

[1] 黄铁军，张勇，刘凌.天然气压缩机曲轴箱润滑油污染分析及刮油环盒的技术改造[J].压缩机技术，2006，16（2）：41-42.

[2] 王秩信.用于压缩机的干气密封装置[J].设备管理与维修，2001年第3期：44-45.endprint