浅谈机泵油雾润滑系统的应用

浅谈机泵油雾润滑系统的应用
刁池1，曾鑫2，王武凤3，潘向东4
（1.中国石油吉林石化公司炼油厂， 吉林 吉林 132022）（2.川庆钻探工程有限公司设备处， 四川 成都 610056）（3.山东华星石油化工集团有限公司， 山东 东营 257335）
（4.中国石油吉林石化公司， 吉林 吉林 132022）
[摘 要] 介绍了油雾润滑系统的工作原理、优点及结构配置，总结出该系统可在很大程度上减少员工的劳动量，减少机泵出现故障的概率，延长了设备的使用寿命，特别适用于自动化程度高、操作人员少的大型化工企业。

[关键词] 油雾润滑；工作原理；结构配置；特点
作者简介：刁池（1983—），男，山东黄县人，齐齐哈尔大学过
程装备与控制工程专业毕业，工学学士，工程师。

长期从事石化设备管理与检维修工作，已发表论文2篇，获国家授权专利1项。

图1 油雾润滑工作原理
油雾润滑系统现阶段已成为新兴的一种设备集中润滑的方式，目前大部分应用于石油化工企业，具有油耗低、可回收、安全性高、减少劳动力等特点。

1 油雾润滑工作原理
油雾润滑系统是一种新兴的设备集中供油润滑的方式。

系统主机是该套设备中的核心装置。

其工作原理是使用净化风进入雾化器，通过该套系统内的雾化技术，使其雾化为油雾颗粒。

由这些颗粒组成的油雾经过输送管道进入各个机泵需要润滑的部位产生保护油膜，进而实现设备中长距离集中控制润滑的目的。

由于油雾颗粒在需要润滑的接触面上能够产生换热效果非常好的油膜，极大地降低了因摩擦产生的热量，能够最大程度地降低其摩擦面的温度。

除此之外在整个轴承箱内布满了油雾颗粒，相对箱外存在着微正压，这就保证了轴承箱外的杂质及灰尘等污染物无法进入其箱内，进而保证了轴承箱内轴承及润滑介质的清洁，保证了润滑效果，减少了因摩擦引起的寿命降低现象。

进入主机内的净化风由于形成高速的气流与油雾颗粒在雾化器内混合产生润滑效果好的油雾，在油雾中由于颗粒自身重力下较大的颗粒回到主油箱内，极小的油雾颗粒则与净化风形成大量的油雾，跟随气流流入到各个需要润滑的部位。

在润滑油液体雾化过程中，一般采用洁净的仪表风作为动力，将润滑油雾化成为直径不超过2μm 的颗粒，这样的颗粒具有比较稳定的漂浮
性，在中长距离的输送中不会出现凝液现象，所以一般国内外均无长距离输送的情况。

到达需要润滑的部位产生适量的油膜，保证设备的长周期运行。

油雾系统润滑与传统的稀油润滑在本质上存在相当大的区别：关于油雾系统润滑的机理，现阶段有气相液相膜理论和固体和液体相对润滑理论。

气液相理论认为：气相与液相在相对运动过程中产生的摩擦所形成的油膜与稀油润滑中单相产生的油膜不同，其气体与液体形成的两相膜能够很好地隔离开相对摩擦的表面，润滑效果好于稀油润滑。

固体和液体相对润滑理论则认为：油雾润滑在本质上就是固体与液体的组合，这种组合能够保证在80℃内轴承滚动体表面产生稳定的不间断的碳化层，产生的碳化层具有固定性不会被油雾和气体所腐蚀，并且在油雾的环境下能够快速地修复，从根本上确保润滑的效果。

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(a) 油雾润滑效果 (b) 稀油润滑效果
图2 两种润滑效果比较
从图2可以看出，油雾润滑的部件表面光亮顺滑，工作时要求的油膜也非常薄，即能满足工作时相对运动的金属部件不发生摩擦又能节约润滑介质的用量且润滑油雾的浓度较低，当与金属相接触时，由于摩擦副之间的高温能够在瞬间把油雾分子碳化，这些碳化介质就会补充在摩擦面上的凹陷处，进而可以对摩擦副表面的缺陷进行修复，一直可以保证轴承的运动面光滑且均匀。

所以，固体和液体相对润滑理论学者通常会认为该套润滑系统在本质上属于新兴纳米技术的行列，在微观上由石墨固体与润滑油雾组成的油膜一起合作的新型方式。

润滑油液体润滑的传统方式，无法使部件在超载荷、超高温、负荷变化异常的工况下正常运行，这些情况都会在本质上破坏其油膜，使两个相对运动的摩擦副直接摩擦，造成损耗增大破坏零部件，导致其寿命快速缩短。

2 油雾润滑系统的优缺点
2.1 油雾润滑系统符合国内外相关安全规定。

根据国外对空气中污染物的规定：空间中可以产生的矿物质油雾环境中其油雾所占的最大值不允许超过5mg/m3。

在国外空气中暴露的油雾推荐最大值不允许超过5mg/m3；而当达到10mg/m3时可以短暂地作为空气中油雾最大值。

在国内使用的油雾系统其工作时所产生的浓度一般为5ppm左右，在通过管线凝缩及工作使用后，所产生的废弃排放的油雾浓度会低于5ppm，所以该套系统完全符合其各项安全管理规定。

2.2 油雾润滑系统在本质上非常可靠，其原理是由净化风使润滑油雾化成油雾，使用电源的只有加热器，当出现晃电或者停电时只会对油箱的油温产生影响，不会对雾化本身有太大的冲击。

而且油雾润滑所产生的油膜非常薄，与稀油润滑有非常大的区别，这说明所消耗的油量非常少，当出现突发情况例如净化风中断或其它故障时，在短时间内只要机泵运转正常，机泵轴承箱内的残留油雾颗粒均能满足轴承相对运动时所需的油膜量。

根据各种实验可以看出：功率不大于1kW的常温泵，当润滑油雾中断后仍可以持续平稳运行12h以上，功率为500kW的高温油泵，出现润滑油油雾中断时仍可持续平稳运行超过2h以上。

2.3 由于该套油雾系统有残雾回收装置且油雾用量根据其喷嘴及配雾器已设定为适合该台机泵所使用的最佳用量，因此与稀油润滑相比其油耗较低，在轴承箱内始终流通着洁净的符合润滑效果的润滑油雾。

经测试，与稀油润滑相比能够大幅度降低轴承箱内轴承的运行温度，进而保证轴承运行质量延长其运行寿命，能够保证现代化工要求的长周期运行，能够降低由于维保不到位产生的非正常停车。

2.4 由于使用油雾系统的机泵在轴承箱内始终保持流动的适量的油雾颗粒，保证了轴承箱内部的压力相对高于外界进而防止轴承箱外的杂质及灰尘等污染物进入其轴承箱内破坏摩擦面，延长了其轴承的运行寿命。

同时，轴承箱内充满了润滑油雾，保证了其内部任何部位都不存在死角，进而保证了轴承内零部件的润滑，避免出现锈蚀现象。

刁池等 浅谈机泵油雾润滑系统的应用
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安全密封
石油和化工设备2018年第21卷
◆参考文献
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图3 油雾润滑系统的组成
2.5 油雾润滑系统最大的优点是实现了机泵的集中管理，适应了现代化工企业的理念，在保证安全生产的同时也提高了生产的自动化、集中化和科学化，最大程度减轻了员工的劳动量，减少了事故的发生，从根本上提高了企业的管理水平。

2.6 伴随着油雾润滑系统在化工企业的大面积应用，其油耗低、可回收、安全性高、减少劳动力等优点逐渐显现，但是由于油雾润滑系统运行时泄漏的油雾颗粒对环境造成的污染及对员工身体的伤害也是很大的。

主要是由于该系统的工作原理造成定的，大约有约1/4的油雾通过废气口直接与系统外空气进行接触，不可避免地对环境造成污染。

所以，对油雾润滑系统油雾的泄漏整治及残雾的回收对油雾润滑系统
的应用及发展有着极其重大的意义。

为了解决以上问题，在油雾输送管路上设置了流量控制阀门，保证了进入轴承箱内油雾的量也减少了泄漏量且通过残雾回收装置保证了油雾的闭环运行，从根本上解决了油雾泄漏的问题，减少了对环境的污染，符合国家要求的环保指标。

2.7 油雾在管道中长距离输送会产生凝液，因此不能长距离输送。

不能达到油气润滑或强制润滑那样的长距离输送。

3 油雾润滑系统结构配置
油雾润滑系统组成一般由主、辅油箱、油雾发生器、管路、加热器、配雾系统、残雾回收系统以及辅助测量和报警等系统组成。

主、辅油箱：主要是储存该系统运行时所需要的所有润滑介质，一般运行时均使用主油箱，当主油箱液位低于报警值时应进行主、辅油箱的切换操作从而使用辅助油箱进行生产。

加热器：该系统正常运行时应保证其油箱内润滑介质的温度稳定，油雾的浓度适合机泵所产生油膜，所以要使用加热器保证该系统的润滑油雾能够达到设计要求。

油雾发生器：该部件是整个系统内部最重要
的核心的设备，是所有部件工作的前提，负责将润滑介质转换为油雾颗粒。

4 结束语
润滑油雾系统历经多年的发展已逐渐成熟，从现阶段全国各套装置的使用情况看，只要该系统管理得当，维护到位，使用该系统的设备会保证长周期运行，延长其使用寿命，设备故障率、备件的损耗都会相应减少，降低企业员工的劳动强度，符合新型化工企业的发展趋势，对提高现代企业的竞争力具有一定优势。