提高离心式合成气压缩机供油系统运行可靠性的技术措施

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1、提高离心式合成气压缩机供油系统运行可靠性的技术措施TechnicalMeasuresforImprovingtheOperationReliabilityofOilSupplySystemofSynthesisGasCentrifugalCompressor付宇邹正文李桂兰/四川大学化工学院化工机械与控制工程系摘要:针对年产30万吨合成氨装置用离心式合成气压缩机供油系统，分析了供油系统主密封油泵失效的原因，提出了改进措施，从而提高了整个系统运行的可靠性。关键词:离心式合成气压缩机供油系统改进措施中图分类号:TH452文献标识码:A文章编号:1006-8155(2005)0

2、3-0048-04Abstrct:Thearticledescribestheoilsupplysystemofsynthesisgascentrifugalcompressorin300,000MTPAammoniaplant,analysesthereasonsforthefailureofmainsealingoilpumpintheoilsupplysystemandfinallyproposessomeimprovementmeasurestoimprovetheoperationreliabilityofthewholesystem.KeyWords:Synt

3、hesisgascentrifugalcompressorOilsupplysystemImprovement1引言30万吨合成氨装置用合成气压缩机是离心式压缩机，由高压透平、低压透平、高压缸和低压缸组成，并共用一套供油系统。该系统由油箱、主润滑油泵、辅润滑油泵、主密封油泵、辅密封油泵、油过滤器、油冷器、蓄压器以及油压调节器和安全保护设备等构成。其作用是供给机组润滑油、调速油和密封油。为了使压缩机浮环密封的内侧污油得以回收，机组供油系统还包括一套污油回收装置。供油系统流程图如图1所示。1.油箱2.主油泵3.主密封油泵4.辅助油泵5.辅助密封油泵6.压力开关7.蓄压器8.油

4、冷器9,11.过滤器10.减压器12.压力调节器图1合成气压缩机组供油系统流程图压缩机组供油系统投用20年来，共发生大小故障或事故10余次，其中造成机组停车的有74次，给生产带来不可挽回的经济损失。供油系统可靠性差，会严重地影响合成氨装置的安全、稳定和长周期运行，制约着生产的发展。据统计，这7次引起机组停车的事故，都是主密封油泵首先产生的故障或事故造成的。因此，首先得必须找到主密封油泵失效的原因，再通过必要的技术改进来提高主密封油泵的运行周期，从而提高压缩机组整个供油系统的可靠性。压缩机组供油系统故障主要表现在主密封油泵寿命短，可靠性差，对连续的化工生产来讲经济损失大；其

5、二是蓄压器易产生泄漏，故当主密封油泵发生故障后，特别是当主密封油泵转子产生刹车现象时，油压下降得太快，甚至辅助油泵自动启动后都无法很快满足需要。2故障及其原因分析主密封油泵自身结构产生无法克服的轴向力，在一定情况下，使得零件间发生摩擦。当磨擦到一定程度，设备发生故障。其故障形式是：(1)齿轮与侧板方摩擦，造成容积效率的下降；(2)从动齿轮轴头易与泵壳产生摩擦；(3)从动齿轮轴以及轴承易损坏。该主密封油泵是一台外啮合齿轮泵，其性能参数：型号4678-07-681；制造厂N.O.D,FMC；安装方式为水平；设计流量5.2m3/h；工作转速2900r/min；进口压力0.793

6、～1.009MPa；出口压力8.273MPa。图2齿轮泵结构示意图齿轮泵的工作原理，齿轮泵的的工作原理见图2。一对齿轮相互啮合，由于齿轮的齿顶与壳体内孔表面间隙、齿轮端面与侧板间的间隙都很小，因而把吸油腔和压油腔隔开。当齿轮按图2所示方向旋转时，啮合点右侧的齿逐渐退出啮合，空间增大，形成局部真空，油箱中的油在外界大气压力作用下进入吸油腔；啮合点左侧的齿逐渐进入啮合，把齿间的油液挤压出来，从压油口强迫流出。这就是齿轮泵的吸油和压油过程。当齿轮不断地转动时，齿轮泵就不断地吸油和压油。如果泵运转时违背了这些基本原理就必然会发生故障。2.1齿轮与侧板的摩擦由于主、从动齿轮是斜齿圆

7、柱齿轮，它们与各自的泵轴都是键联接，且为间隙配合，并通过键传递扭矩。由于斜齿圆柱齿轮在啮合传动过程中不可避免地要产生轴向力，这就把齿轮推向一侧。而齿轮与两侧侧板的总间隙很小，冷态时为0.04～0.08mm。在正常运行中，泵的侧板与齿轮侧面之间有一油膜，承受这一轴向力，使油泵得以稳定运行。但是，在以下几种情况下就会使油膜失稳，造成齿轮与侧板的摩擦。只要当齿轮侧面或泵侧板的表面粗糙度受到破坏，油膜形成就不易稳定，从而加速了其磨损速度。而摩擦的加剧，又使油膜更不易形成，这就成了恶性循环。而且油膜失稳直接与油压紧密相关。表现在启动过快