屏蔽泵軸承磨損破碎故障分析

徐 峰，邢崢嶸，劉晨光，耿艷玲

(中國石化中原油田分公司石油化工總廠，河南濮陽 457165)

隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及人們對環(huán)境、安全意識的提高，對化工用泵的要求越來越高，在一些場合提出了無泄漏要求，這種需求促進(jìn)了屏蔽泵技術(shù)的發(fā)展。屏蔽泵由于沒有動密封，可以做到絕對無泄漏，因而在化工裝置中的使用已愈來愈普遍。

1 屏蔽泵的原理和結(jié)構(gòu)特點

普通離心泵的驅(qū)動是通過聯(lián)軸器將泵的葉輪軸與電動機軸相連接，使葉輪與電動機一起旋轉(zhuǎn)而工作，而屏蔽泵是一種無密封泵，泵和驅(qū)動電動機都被密封在一個被泵輸送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封，這種結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)離心泵具有的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。屏蔽泵把泵和電機做成一體，電動機的轉(zhuǎn)子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉(zhuǎn)子和定子隔開，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運轉(zhuǎn)，其動力通過定子磁場傳給轉(zhuǎn)子。

2 屏蔽泵軸承破碎故障及原因分析

中原油田分公司石油化工總廠液化氣后處理處理裝置，脫乙烷塔回流泵使用的是兩臺屏蔽泵，型號為 CAMV3/4+4，電機功率 18.5 kW，流量 8 m3/h，進(jìn)口壓力2.5 MPa。出口壓力3.8 MPa。在2011年8月25日18:10時，脫乙烷塔回流泵由于工藝操作出現(xiàn)波動，回流泵流量下降至2 m3/h，當(dāng)班崗位人員開啟了備用泵，通過兩臺泵并聯(lián)運行，流量達(dá)到5 m3/h，運行5 min后，操作人員發(fā)現(xiàn)一號泵泵體溫度上升到95℃，立即停泵，經(jīng)過檢查該泵石墨軸承破碎。

2.1 故障原因分析

通過軸承燒毀的現(xiàn)象判斷一號泵是由于低流量、軸承干磨破碎燒毀的。由于屏蔽泵效率較低，加之屏蔽泵的軸承是石墨滑動軸承，長時間在小流量情況下運轉(zhuǎn)，會導(dǎo)致軸承發(fā)熱、使液體汽化蒸發(fā)，短時間干轉(zhuǎn)就會損壞滑動軸承，造成軸承磨損、破碎。

2.2 故障原因分類

造成屏蔽泵軸承破碎的原因是介質(zhì)低流量，屏蔽泵廠家設(shè)計該泵的最小流量是2 m3/h，當(dāng)時兩臺泵并聯(lián)后流量為5 m3/h，是高于最小流量的，在這種情況下造成一臺泵低流量燒軸承，說明了在并聯(lián)中的兩臺泵的流量分配是很不均勻的，這種流量的不平衡使得一號泵實際流量低于2 m3/h，最終導(dǎo)致了事故的發(fā)生。

本次事故的原因存在設(shè)計原因和操作原因兩個方面。

①設(shè)計原因:從設(shè)計上，該泵沒有在泵出口設(shè)計一條最小流量孔板，以保證泵出口的流量必須能夠?qū)㈦姍C旋轉(zhuǎn)的熱量取走。

②操作原因:綜合當(dāng)時的操作參數(shù)可以判斷，單臺泵的設(shè)計流量是8 m3/h，而當(dāng)時兩臺泵串聯(lián)流量只有5 m3/h的流量，導(dǎo)致這種情況發(fā)生的主要原因是進(jìn)泵的回流罐壓力下降，泵的進(jìn)出口壓差增加，此時兩臺泵串聯(lián)是無法解決流量問題的。

2.3 故障總結(jié)

①對屏蔽泵的性能了解不足是導(dǎo)致此次事故的一個主要因素，如何正確使用維護(hù)屏蔽泵是確保設(shè)備良好運行的關(guān)鍵。在此次事故后設(shè)備維護(hù)人員對該泵出口增加了一條最小流量線，開泵時必須要打開最小流量閥門，確保機泵電機的冷卻。

②在機泵的事故處理上，要從多方面考慮，不能頭痛醫(yī)頭，腳痛醫(yī)腳，機泵沒有流量或是流量達(dá)不到，不能局限于設(shè)備本身，還要從工藝參數(shù)的變化綜合考慮，這樣才是解決問題的根本。

3 防范措施

①嚴(yán)格執(zhí)行開泵程序，運行前首先打開進(jìn)口閥門，打開排氣閥和回流閥進(jìn)行排氣，確認(rèn)氣體全部排除后方可運轉(zhuǎn)，否則容易損壞石墨軸承，發(fā)生事故。②啟動后觀察出口壓力表，當(dāng)壓力指示到設(shè)計壓力時，慢慢打開出口閥直到工藝要求的流量。③運行中必須要打開出口最小流量閥門，確保任何工況下屏蔽泵維持最小流量。④嚴(yán)禁兩臺泵串聯(lián)使用。⑤在運轉(zhuǎn)中，如發(fā)現(xiàn)異常聲音或振動等，應(yīng)立即停機。在沒有查清故障原因且徹底排除之前，不允許繼續(xù)運轉(zhuǎn)。⑥嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)，斷流運轉(zhuǎn)不得超過30 s，屏蔽泵不得逆向持續(xù)運轉(zhuǎn)。

4 結(jié)論

通過對屏蔽泵軸承磨損破碎故障的分析，提出了防范措施。只要是選型正確，操作人員正確操作，加強設(shè)備巡檢，保證生產(chǎn)工藝操作平穩(wěn)，在正常運行情況下，屏蔽泵故障完全可以消除，幾乎也沒有什么維修工作量。采用屏蔽泵，完全無泄漏，有效地避免了環(huán)境污染和物料損失，保證職工的健康，提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。屏蔽泵是輸送易燃、易爆、腐蝕液體的理想用泵。