焦化富气压缩机事故分析及处理

汪雪红

山东垦利石化集团有限公司 山东东营 257500

焦化3#压缩机，型号：2D20-75/0.3-13,于2008年6月投入运行，三台同型号压缩机开二备一，2019年8月21日发生了曲轴断裂的严重事故，该曲轴的一个曲拐主要由主轴颈、曲柄销和曲柄臂三部分组成，该曲轴为钢件锻制加工成的整体实心结构，材质为35CrMoA。

1 事故经过及初步检查结果

2019年8月20日8点40左右当班人员发现3#压缩机电机外侧轴承温度偏高，温度呈上升趋势，通知电工班长到达现场查看，现场电机及压缩机无杂音，用便携式测温枪测试电机外侧温度确实偏高，所以决定停机更换电机机油；9点左右通知调度联系保全、仪表、电修到准备切换压缩机，1#压缩机开机前准备工作完成后将3#切换至1#压缩机。3#压缩机停机更换电机机油过程中保全对机身螺栓进行了紧固。机油更换完成后10点40左右再次通知调度切换到3#压缩机，3#压缩机开机后电机外侧温度稳定在62℃左右，电机及机身无杂音。

2019年8月20日16：00压缩机操作工加强巡检未发现3#压缩机有异常，压缩机操作工22：13分对2#压缩机压油并巡检未发现异常；22：20在操作室听到一声巨响，当班班长、操作工及值班人员迅速赶到现场，发现3#机噪音巨大，压力表脱落，机油泄漏，3#机紧急停车分流放火炬，2019年8月21日开始对3#机进行检查，发现曲轴断裂，拆下一、二级缸头盖进行检查，未发现凝液和其他异物，缸头盖上没有撞击痕迹。打开曲轴箱上盖进行检查，发现曲轴断裂，拆检后发现，一、二级连杆变形，二级活塞杆与十字头连接处断裂，一级活塞杆与十字头连接压力体变形，远离电机一端主轴承盖的紧固螺栓断裂，螺栓孔损坏[1]。

2 原因分析

曲轴断裂的原因一般有以下几点：曲轴材质不均，抗疲劳强度差；曲轴本身有暗伤；润滑油质差；有抱瓦现象；主轴承松动；主轴承座孔变形。

我们协同厂家技术人员再次对压缩机进行了检查，首先对大头瓦、主轴瓦、小头瓦进行了检查，没有发现烧损抱瓦现象，压缩机轴承温度、电机轴承温度虽有上升，但未达到报警值，但拆开进气阀发现，一级进气通道里面有凝液，经过初步分析，我们认为是曲轴先发生断裂，造成了后续一系列部件损坏，曲轴在应力集中的曲柄销倒角处断裂，我们通过复查该曲轴出厂时的质检报告和根据端面的金相组织特征判断该曲轴在制造上不存在问题，经过认真分析，我们认为造成此次事故的原因可能有如下几点：

（1）在安装完毕投入运行的时候，相比于其他同机型的压缩机，震动就比较大，使曲轴在长期跳动状态下运转，使曲轴受到过大扭矩，压缩机长周期运行，曲轴受力状况恶化，产生了疲劳裂纹，降低了曲轴使用寿命[2]。

（2）压缩机长期少量带液运行，使曲轴受到过大冲击载荷而受损。曲轴损坏时，进、出口压力稍微变大，致使曲轴受力变大，曲柄与曲柄销的过渡圆角处的尖痕,经疲劳扩展后发生断裂.

3 事故后果

此次压缩机曲轴断裂共造成损失616318元，其中，换一、二级活塞杆（含螺母）各一根，价值76998元；机身部件一件，价值298000元；曲轴部件一件，价值95000元；连杆部件两件，价值60320元；一、二级十字头部件各一件，价值56000元。另外，各部件重新组装试车、包装费30000元。

4 处理方案

针对此次事故，我们给出了两个方案：

（1）拆除原来的压缩机，用一台离心机代替，咨询了离心机厂家，符合工艺技术指标的离心机型为2MCL457,变频电机+干气密封+压缩机组（不含控制系统和变频器），价格大概为850万，交货期为7个月。

（2）原压缩机不动，只修复损坏的备件，供货期为20天，备件价格为616318元。

比较以上两种方案，第一种价格高，工期长，与焦化车间其他设备不配套，我们选择了第二种方案。

（3）9月26日所有压缩机配件到货，我们找了专业的维修队伍进行安装，严格按照说明书规定的技术参数进行安装。10月7日安装完毕后，我们对安装质量进行了验收，压缩机各部位装配间隙实测值均在说明书规定范围之内。我们编制了压缩机单机试车方案，严格按照新机组试车步骤进行，进行了4小时循环油系统的连续试运行，2小时的气缸填料注油系统的试运行，冷却水系统通水试验，电动机单独试运转，5小时空负荷试运转，负荷试运转48小时，在试运转时对各项参数进行记录检查，各级温度、压力都符合说明书中的规定，一次试车成功[3]。

5 从此次事故中我们总结出如下经验：

（1）加强检修过程管理，对压缩机关键部件采取有效检测方法，如超声检测，磁粉探伤等，并做详细记录，对修复后的配件，在下次修理过程中进行复查，并对关键部件修后质量进行跟踪。

（2）严格控制设备零部件的购置和加工修理过程，主要零部件必须由厂家提供有效的检测报告与合格证明，确保关键部件在选材、加工等过程得到有效控制。设备制造厂家提供完善的操作维护说明书。

（3）对职工加强培训，确保在发生紧急情况时能正确处理。

（4）找好的安装队伍，规范设备安装技术，控制好安装质量，从源头上消除隐患。

（5）加强专机责任制和定期检查制，做好记录，整理归档。

（6）竭力避免操作失误，绝不可使压缩机在超温、超压、超负荷、油温高、油质差、油压低、气缸内带油水等情况下运行。同时要加强其电气、仪表系统、联锁保护设施的巡回检查和定期测试校验，使其始终处于灵敏、可靠的运行状态

（7）从此次事故我们意识到，日常管理存在缺陷，对运行中的一些问题没有引起足够重视，今后一定做好隐患排查，加强设备的维护保养，重点关注分离器液位，及时排液，及时检查水冷器是否内漏，把一些小问题消灭在萌芽状态，保证压缩机高效平稳安全运行。