黎達(dá)制冷工程隊(duì)：氨壓縮機(jī)漏油原因分析及對策
一、氨壓縮機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀
氨壓縮機(jī)組是美國DELAVAL公司制造，機(jī)組由汽輪機(jī)、增速箱和兩臺多級式離心壓縮機(jī)組成。壓縮介質(zhì)為99.6%的氣氨，軸端密封采用單端面式多彈簧機(jī)械密封。正常控制中，機(jī)械密封的密封油壓力比氣相壓力高0.3 5-0.45 NIPa。近幾年氨壓縮機(jī)運(yùn)行過程中一直存在著漏油現(xiàn)象，漏人缸內(nèi)的油隨氣流被帶人冷凍系統(tǒng)，隨著裝置生產(chǎn)進(jìn)行，漏人的密封油積聚在冷凍系統(tǒng)，造成氨冷器換熱效果下降，導(dǎo)致合成塔人口氨含量上升、氨合成率下降、回路壓力升高，對合成系統(tǒng)的生產(chǎn)構(gòu)成一定的影響。同時，大量氨氣漏人油箱，加大了油中抗氨劑的消耗，使油的破乳化時間升高到128min，造成潤滑油品質(zhì)大降低，對機(jī)組安全運(yùn)行構(gòu)成一定的威脅。
2005 年 ，氨壓縮機(jī)高、低壓缸大修，更換機(jī)械密封(進(jìn)口件)，但大修后機(jī)組恢復(fù)開車仍出現(xiàn)跑油現(xiàn)象，每天油箱油位下降5rom(每I二約7掩)。從現(xiàn)場壓縮機(jī)缸體導(dǎo)淋排放來看，高壓缸、低壓缸均有泄漏的油進(jìn)人缸內(nèi)，其中高壓缸較為嚴(yán)重。通過緩慢調(diào)整高壓缸其中一端緩沖氣閥，試圖降低漏油量，但是其漏油量反而增大。
二、原因分析
依據(jù)壓縮機(jī)械密封工作原理，結(jié)合機(jī)組運(yùn)行現(xiàn)狀，在機(jī)械密封沒有產(chǎn)生損壞的情況下，分析認(rèn)為，造成密封油漏進(jìn)缸內(nèi)主要有兩個途徑。
(1) 密封氣的流速低，污油沿高速旋轉(zhuǎn)的軸反串進(jìn)人。
(2) 迷宮密封間隙過大或緩沖氣量過大，流經(jīng)機(jī)械密封動、靜環(huán)的油呈沫狀，由于密封氣流速較大導(dǎo)。致油無法被分離器分離下來而被帶人缸內(nèi)。如果 是 第 一種原因?qū)е聶C(jī)械密封漏油，可通過調(diào)整緩沖氣流量增加密封氣流速，來阻止污汕的反串。但是通過現(xiàn)場對密封系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)后表現(xiàn)出的現(xiàn)象進(jìn)行綜合分析，認(rèn)為高、低壓缸密封跑油應(yīng)是第二種原因造成。通過對現(xiàn)場氨壓縮機(jī)污油回收流程設(shè)置分析，認(rèn)為原污油回收流程在設(shè)計(jì)中出現(xiàn)不足是導(dǎo)致第二種因素發(fā)生的主要原因。圖1是污油回收系統(tǒng)流程圖，結(jié)合油系統(tǒng)流程圖對漏油原因分析如下:
當(dāng)運(yùn)行中將污油收集器按正常操作建立液位，其液位必定高于污油人口管，從而導(dǎo)致密封氣夾帶油沫只能經(jīng)由參考?xì)夤芫€進(jìn)人二次分離罐。由于流速大，二次分離罐又無除沫裝置，油無法分離被直接帶人壓縮機(jī)人口。另外，低壓缸人口端機(jī)械密封無參考?xì)夤芫€，一旦建立液位密封腔將形成密閉空間，必然導(dǎo)致污油反串進(jìn)缸內(nèi)。為證實(shí)分析的準(zhǔn)確性，2005年9月機(jī)組大修后，按高壓缸污油收集器按操作要求建立液位，每天油箱液位下降15mm，但在調(diào)整污油收集器浮球閥使其保持一定開度，使油氣混合物一同排入脫氣槽，漏油現(xiàn)象得到了消除。事實(shí)證明，只要保證機(jī)械密封的密封機(jī)的流速及油氣分離效果，漏油現(xiàn)象就可以得到遏制。
三、對策、措施
3.1 對脫氣槽進(jìn)行改造 氨是一種極性化合物，可以微量溶解于礦物質(zhì)油中，氨和油箱中的水混合時，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，氨以水合物及游離子態(tài)存在于油品中，這些生物起著表面活性劑的作用，它可以顯著降低油水界面的張力，促使油品成為乳化液，導(dǎo)致油品破乳化性能嚴(yán)重下降。因此提出對脫氣槽進(jìn)行改進(jìn)見圖2，方案如下:
(1) 將脫氣槽出口3'回油管線由直管改為U型管線，形成油封。以防止氣氨進(jìn)人油箱，導(dǎo)致油質(zhì)惡化。
(2) 原設(shè)計(jì)脫氣槽是用低壓蒸汽(LS)將污油加熱至75'C，使溶人污油中的氨逐漸分離并排人大氣。由于此過程中，污油流動緩慢，相對靜止，脫氣效率較低，為提高脫氣效率，可引氮?dú)膺M(jìn)人脫氣槽底部，對污油進(jìn)行鼓泡攪動，以加速氨從污油中的分離速度?？捎冕樞伍y控制氮?dú)饬髁吭?.5澎 /h左右。由于脫氣槽通大氣.新增氮?dú)夤芫€可不考慮設(shè)止回閥。
3.2 對污油回收系統(tǒng)進(jìn)行改造
實(shí)施方案為:只需切斷原二次分離罐密封氣返回管線，增加一個安裝在二次分離罐出口的帶除沫器的分離罐，分離罐設(shè)一液位調(diào)節(jié)裝置(如浮球閥)。分離后的氣氨送回壓縮機(jī)人口，油回脫氣槽。這個方案的好處是即解決了氨壓縮機(jī)漏油，又避免了對策一中氨氣進(jìn)人油箱導(dǎo)致油質(zhì)惡化。改造后污油回收流程見圖3。
四、結(jié)束語
兩種方案都可以有效消除氨氣壓縮機(jī)漏油。氨氣壓縮機(jī)漏油現(xiàn)象消除后，冷凍系統(tǒng)恢復(fù)正常工作狀態(tài)。合成塔人口氨含量得到控制，確保了合成率提高了氨產(chǎn)量，降低了合成氣壓縮機(jī)的功耗，液氨產(chǎn)品質(zhì)量得到保證，并且一年將少消耗10多t優(yōu)質(zhì)潤滑油，同時杜絕了因油質(zhì)惡化對機(jī)組運(yùn)行產(chǎn)生的嚴(yán)重威脅。經(jīng)濟(jì)效益會十分顯著。
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