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空氣過濾器應用的兩起典型故障分析
本文主要分析空氣過濾器應用的兩起典型故障，讓大家能真正了解安全使用空氣過濾器的重要性。

1　概述
    離心壓縮機機械密封的供氣系統(tǒng)、軸承供油系統(tǒng)、往復式柱塞泵軸瓦及軸承的供油系統(tǒng)以及轉(zhuǎn)動設備流體進口的攔截裝置等,都需要裝設過濾器。過濾器種類繁多,有纖維體的,也有金屬網(wǎng)的。根據(jù)設備對潤滑介質(zhì)要求的不同,過濾器分為精濾器和粗濾器兩種。精濾器一般應用在設備摩擦副所需的氣體或液體潤滑劑中,要求的過濾精度高,且設備往往高速、高壓、重載,一旦不慎,引起的后果嚴重;粗濾器一般應用在泵等轉(zhuǎn)動設備的流體進口管道中,起攔污、攔雜作用,保護設備本體不受大的雜物干擾。應該說,過濾器是一種輔助裝置,在實際應用中,根據(jù)設備對流體介質(zhì)的精度,選定網(wǎng)目,根據(jù)現(xiàn)場壓差表的情況決定是否更換濾芯,運行中的安全是有保障的。
    但是精濾器濾芯一般是由石棉纖維纏附在鋼板卷制的加強網(wǎng)上,具有很強的方向性,如果流體從反向?qū)?會將石棉等纖維吹到摩擦副里面,引起摩擦副的破壞;粗濾器為了阻滯雜質(zhì),并將雜質(zhì)沉淀,也設計有方向性,一旦方向裝反,會引起流體不規(guī)則斷流,設備本身及后續(xù)主體設備潤滑可能受到影響。正是因為過濾器的這種方向性,才出現(xiàn)了現(xiàn)實中的安裝錯誤。重慶建峰化肥有限公司過濾器的應用相當普遍,開車以來,過濾器或多或少出現(xiàn)過一些問題,但從安裝的角度出現(xiàn)問題有兩起,一是二氧化碳壓縮機高壓缸密封氣的過濾器故障,二是尿素合成塔供料小氨泵曲軸箱循環(huán)油的過濾器故障。本文從這兩起故障的現(xiàn)象入手,具體分析產(chǎn)生問題的原因,通過對兩起典型故障的分析,提高在大型裝置過濾器等設備維護方面的能力。
    2　尿素裝置運行中的兩次典型故障
    2 1　二氧化碳壓縮機高壓缸密封系統(tǒng)故障
    二氧化碳壓縮機是意大利新比隆制造的離心壓縮機,蒸汽輪機驅(qū)動,四段兩缸,一、二段組成低壓缸,由蒸汽輪機直接驅(qū)動,設計轉(zhuǎn)速8400ｒ/ｍｉｎ;三、四段組成高壓缸,動力由低壓缸轉(zhuǎn)子通過齒輪增速箱傳給高壓缸轉(zhuǎn)子,設計轉(zhuǎn)速12300ｒ/ｍｉｎ;進口氣體壓力0 2ＭＰａ,出口氣體壓力17 6ＭＰａ,來自合成界區(qū)脫碳系統(tǒng)的ＣＯ2經(jīng)該壓縮機送尿素合成塔合成尿素。
    低壓缸為橫向半剖結構,型號2ＭＣＬ527,軸端密封為三級梳齒迷宮密封。高壓缸為縱向封頭端蓋結構,型號2ＢＣＬ306/Ａ,軸端密封采用梳齒密封與ＪｏｈｎＣｒａｎｅ28ＡＴ機械密封組合。三段軸封用兩級迷宮密封加1套機械密封,四段軸封用三級迷宮密封加1套機械密封。迷宮密封與機械密封之間通入密封氣,密封氣是高壓缸四段出口經(jīng)孔板減壓后的ＣＯ2氣體,該氣體經(jīng)過濾器過濾,提供28ＡＴ機械密封正常運行所必須的壓力和流量。工藝流程見圖1。

    此流程的關鍵在于保證28ＡＴ機械密封形成氣體動壓潤滑,形成動壓潤滑除了摩擦副的特殊結構及一定的轉(zhuǎn)速外,流體的流量、壓力、含水量、雜質(zhì)等也是影響機械密封正常運行的重要因素。28ＡＴ機械密封的特點是動環(huán)表面有12條鍥形淺槽,在一定轉(zhuǎn)速下,密封氣進入淺槽形成自泵作用,將機械密封動靜環(huán)推開,形成一層3μｍ的氣膜,保護動靜環(huán)不受接觸磨損。一旦氣膜不能形成或被破壞,在高速轉(zhuǎn)動下動靜環(huán)的接觸摩擦會瞬間產(chǎn)生大量的熱量,使動靜環(huán)熱裂破壞。
    裝置建成投產(chǎn)以來,二氧化碳壓縮機高壓缸總體運行良好。但在1995年后陸續(xù)出現(xiàn)了一種怪現(xiàn)象,在開車特別是系統(tǒng)跳車后重新開車時機械密封容易損壞。具體表現(xiàn)為機組轉(zhuǎn)速升到6800ｒ/ｍｉｎ,密封氣Ｎ2改投ＣＯ2不久,或轉(zhuǎn)速達到正常負荷轉(zhuǎn)速后不久,轉(zhuǎn)子振動劇烈增大,密封氣放空管冒煙,排放增多。解體檢查發(fā)現(xiàn),機封靜環(huán)已遭粉碎性破裂,同時在密封腔內(nèi)發(fā)現(xiàn)有過濾器濾芯的石棉纖維,更換機封和密封氣重新吹掃后,開車正常。
2 2　三柱塞臥式往復泵曲軸箱油冷系統(tǒng)故障
    三柱塞臥式往復泵是2002年實施的1臺技改設備,為了解決裝置負荷增加引起高壓氨泵振動增大而提出的,由上海大隆機器廠生產(chǎn)。設計上曲軸箱的油冷系統(tǒng),包括1臺Ｙ型過濾器,1臺齒輪油泵,1臺冷卻器和2臺(運行中切換使用)纖維過濾器,流程見圖2。

    由于運行時曲軸箱曲軸與軸瓦的摩擦,循環(huán)油中會含有少量鐵屑,同時循環(huán)油路也可能給油帶來銹渣并產(chǎn)生因連接松動等原因意外帶來的螺栓、墊片等雜物,引起齒輪泵的損壞。所以油冷系統(tǒng)中設計了2種過濾器,金屬網(wǎng)狀的Ｙ型粗濾器和非金屬的纖維精濾器。Ｙ型過濾器設計在齒輪泵的前端,清除油中的大顆粒雜質(zhì),保護齒輪泵;精濾器設計在曲軸箱回油口,進一步清除油內(nèi)雜質(zhì),滿足曲軸箱曲軸與軸瓦磨合要求。
    該泵竣工驗收后,斷斷續(xù)續(xù)運行了一段時間,油冷系統(tǒng)沒有出現(xiàn)過大問題。但在2003年6—7月連續(xù)運行中,油冷系統(tǒng)卻出現(xiàn)了不正?，F(xiàn)象,間斷出現(xiàn)管道的大幅振動,同時伴有油路的異常聲音,油壓表顯示大幅波動。這種狀況一般持續(xù)十幾分鐘,不到1ｈ又重復出現(xiàn)。通過壓力表等處排氣也不能解決問題,給該泵的穩(wěn)定運行埋下了一個危險的隱患。

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