摘要：分析了燕山石化煉油二廠連續重整4M40-142/2.4-8.5四列二級對稱平衡型往復式壓縮機大頭瓦燒瓦原因，提出了解決方案，為此類問題的處理提供了借鑒。

　　關鍵詞：往復式壓縮機,曲軸,大頭瓦,燒瓦,處理方法

　　前言

　　往復式壓縮機屬于容積式壓縮機，是使一定容積的氣體順序地吸入和排出封閉空間提高靜壓力的壓縮機，具有以下特點：

　　※ 壓力范圍廣，從低壓到高壓都適用;

　　※ 熱效率較高;

　　※ 適應性強，排氣量可在較大的范圍內調節;

　　※ 對制造壓縮機的金屬材料要求不苛刻。

　　基于以上特點，往復式壓縮機在石油、化工、新能源、食品、飲料等行業中被廣泛的應用。往復式壓縮機主要由三大部分組成：

　　※ 傳動機構(包括曲軸、軸承、連桿、十字頭、聯軸器等);

　　※ 工作機構(包括氣缸、活塞、氣閥等);

　　※ 機身。

　　其中傳動部分的作用是把電動機的旋轉運動轉化為活塞往復運動，因此其在壓縮機的運行中起著非常關鍵的作用。

　　燕山石化公司煉油二廠80萬噸/年連續重整裝置新氫增壓機為沈陽氣體壓縮機廠生產的4M40-142/2.4-8.5-57.8/7.5-23-BX型壓縮機。該機負責將連續重整裝置生產的氫氣經兩級壓縮后一部分送至預加氫，大部分送至氫氣管網，供中壓加氫、柴油加氫等臨氫裝置使用。該機組共有3臺，組成開二備一的配置，其工藝位號為K202A/B/C。該連續重整裝置投產于1997年8月，設計處理量為60萬噸/年，2008年10月經過改造，裝置處理量擴至80萬噸/年，K202機組本體未做動改，將重整產物分離罐D201、1#再接觸罐D202、2#再接觸罐D203進行了更新，開工后壓縮機帶液情況較嚴重。

　　1.K202的基本參數及結構

　　1.1K202的設計參數

　　1.2壓縮機的基本結構

　　K202壓縮機為四列二級對稱平衡型往復式壓縮機，機身由兩個兩列機身組合而成，兩個機身用螺栓聯接在一起。其中一段每列共有6個進氣閥和6個排氣閥，二段每列共有4個進氣閥和4個排氣閥。負荷調節方法是壓開吸入閥和固定余隙腔，氣量調節范圍是0～25%～50%～75%～100%。其結構簡圖如下：

　　

2.K202C燒瓦事故情況描述

 

　　該機組自1997年8月投入運行以來，到2010年已累計運行超過13年，2004年曾出現過燒瓦及曲軸磨損故障，經過處理后，2005年至2010年運行情況基本穩定，未再出現過嚴重的設備故障。

　　2010年11月1日14:00，班組操作人員發現K202C主軸瓦溫度上升，其中2#主軸瓦溫控TE-4003從31.9℃快速升至70℃，油壓下降，操作人員立即到現場，發現K202C機組振動較大，立即停機處理。同時開啟K202B。

　　停機后，車間管理人員立即聯系維修人員對機組曲軸箱進行拆檢查看曲軸運行情況及對主油泵進行拆檢，發現壓縮機3#缸連桿大頭瓦嚴重磨損，瓦面巴氏合金層嚴重燒毀，瓦基已基本磨掉。與之配合的曲軸表面磨損嚴重，有大量黑皮。3#缸連桿體沿周向有較深劃痕，為燒瓦時瓦背與之摩擦所形成。

　　3.K202C燒瓦事故原因分析及處理

　　3.1K202C燒瓦事故原因分析

　　一般而言，燒瓦的原因主要有以下幾點：

　　※ 軸瓦與軸之間的間隙不合適;

　　※ 軸承偏斜或軸彎曲;

　　※ 潤滑不良;

　　※ 油質太臟或變質，或有其它雜質進入軸承。

　　本次故障發生后，通過查閱最近一次機組檢修的記錄得知，檢修時軸瓦與軸之間的間隙及軸彎曲度均在正常范圍內。而機組所使用的潤滑油也每月定期采樣由檢驗中心進行粘度及機械雜質等分析，油質無異常。在本次故障中，從壓縮機故障經過及拆檢情況分析及從壓縮機由出現振動大及主軸承溫度升高時間上看，30分鐘內二級連桿大頭瓦出現了嚴重的磨損，曲軸表面同樣燒損，可以判斷本次故障是由于該大頭瓦處潤滑不良造成的。檢查壓縮機油系統，發現從十字頭到連桿的油路暢通，經過與主機廠技術人員的共同探討，分析原因如下：

　　該機組是2008年10月大修，在2008年至2010的時間段內，由于裝置改造導致機組帶液增加，機組故障較多，開停車較為頻繁，其中最短的運行時間僅為兩周。2010年以來，隨著對機組切液頻次加強，機組的運行周期已經延長到3個月左右。機組頻繁開停時對軸瓦的沖擊及磨損較正常運行時大，K202機組使用的大頭瓦為薄壁瓦，薄壁瓦的巴氏合金層較薄，一般不大于1.5mm，頻繁沖擊 可能導致軸瓦表面巴氏合金層出現龜裂，連桿大頭瓦的巴氏合金層在運行中突然出現疲勞脫落，脫落的巴氏合金在瓦基與軸瓦中被碾壓的同時，油膜遭到破環，并堵塞油孔，軸瓦與軸形成干摩擦，而燒融的巴氏合金黏在曲軸表面又加快了大頭瓦的磨損，因此大頭瓦迅速燒毀。

　　3.2大頭瓦及曲軸修復情況及處理措施

　　1)曲軸經磁粉探傷發現大面積表面裂紋，如圖5所示。經磨至Φ247后，仍留有表面裂紋一條約4mm長。該拐徑最終尺寸為Φ247_0.12～_0.13mm。最后一條裂紋經打磨后除掉，留有約Φ8mm、深0.3mm的光滑凹坑一處，不影響短期使用。

　　2)連桿檢測：鑲瓦后大頭孔Φ247+0.1～+0.12,小頭十字銷孔Φ145+0.11～+0.20(標準Φ145+0.08～+0.10)，大小孔平行度0.07mm(要求0.02mm)短期可用，待新連桿到貨后進行更換。

　　3)對3#缸連桿大頭瓦進行更換，將薄壁瓦更換為厚壁瓦。

　　4)對機組潤滑系統進行清洗，更換潤滑油。

　　4.結語

　　本次K202C燒瓦的故障通過與主機廠技術人員的共同分析找到了原因，并在主機廠配合下對曲軸進行了修復，并對磨損的大頭瓦進行了更換。壓縮機燒瓦不僅對機組損害巨大，同時也會對裝置穩定生產造成影響，因此如何預防此類故障發生顯得至關重要。機組帶液對壓縮機損害嚴重，僅通過加強切液無法從根源上解決問題，應通過一系列技措手段設法徹底解決帶液問題，避免壓縮機的頻繁啟停。不可否認，此次壓縮機燒瓦故障大頭瓦與曲軸之所以燒毀嚴重與操作人員發現軸瓦溫度上升后切機不夠及時有一定的聯系，因此，今后還要加強對機組操作人員的培訓，發現機組油壓、溫度波動和機組振動變化趨勢不正常時要盡早切換壓縮機，可以有效地將對機組的損害降至最低。

　　參考文獻

　　1 白彥. 6M50往復式壓縮機燒瓦事故分析處理.GM通用機械，2011(7):46-47

　　2 姜培正主編.過程流體機械.北京：化學工業出版社