高壓氨泵運(yùn)行中振動(dòng)故障分析及處理

田華峰(蘭州石化維達(dá)公司 甘肅 蘭州 730060)

一、設(shè)備結(jié)構(gòu)概述

高壓氨泵【1】是斯納姆氨汽提法尿素裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，由意大利新比隆公司設(shè)計(jì)制造，由2950 r/mi n的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，用一級(jí)變速器將泵轉(zhuǎn)速升至7500 r/mi n。該泵為單缸、二段共10級(jí)葉輪，每段5級(jí)的離心式中速泵，為減小軸向力兩端葉輪對(duì)稱(chēng)安裝。泵體分為內(nèi)外缸，內(nèi)缸水平剖分式，外缸為筒形，檢修時(shí)轉(zhuǎn)子連同內(nèi)缸從泵體的非驅(qū)端抽出。徑向軸承為可傾瓦軸承，止推軸承為金絲伯雷軸承。

二、運(yùn)行中出現(xiàn)的故障

蘭州石化化肥廠尿素裝置共有兩臺(tái)高壓氨泵（P101A/B，生產(chǎn)時(shí)一開(kāi)一備），從2011年以來(lái)多次發(fā)現(xiàn)P101B泵在運(yùn)行時(shí)驅(qū)動(dòng)側(cè)振動(dòng)偏高，并造成連鎖停車(chē)，而非驅(qū)側(cè)振動(dòng)值正常。

2 013年3月尿素裝置開(kāi)車(chē)后發(fā)現(xiàn)P101B泵驅(qū)動(dòng)側(cè)振動(dòng)值高達(dá) 60 μ m（標(biāo)準(zhǔn)值 55μ m），然后迅速升高至 116 μ m（跳車(chē)值108 μ m），最終導(dǎo)致連鎖停車(chē)，故對(duì)其進(jìn)行了解體檢修及故障分析。

三、故障分析

1.轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡

該泵的一階臨界轉(zhuǎn)速nc1=10800 r/mi n，正常工作轉(zhuǎn)速n=7500 r/mi n，由n＜0.75nc1=8100 r/mi n，故確定該轉(zhuǎn)子為剛性轉(zhuǎn)子【2】。計(jì)算剛性轉(zhuǎn)子的允許不平衡量：

式中：mper—轉(zhuǎn)子允許不平衡量，g；

M—轉(zhuǎn)子質(zhì)量，k g；該轉(zhuǎn)子質(zhì)量為126 k g；

G—轉(zhuǎn)子的不平衡精度等級(jí)，g·mm/k g；根據(jù)G B/T 9239.1-2006推薦汽輪機(jī)壓縮機(jī)轉(zhuǎn)子的平衡精度作參考，取該泵的平衡精度為2.5；

r—轉(zhuǎn)子的校正半徑，mm；葉輪半徑為109 mm；

n—轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，r/mi n；轉(zhuǎn)速為7500 r/mi n。

計(jì)算高壓氨泵的轉(zhuǎn)子允許動(dòng)不平衡量：

由于條件限制該轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡時(shí)轉(zhuǎn)速為900 r/mi n，只有實(shí)際轉(zhuǎn)速的1/8，即轉(zhuǎn)子的允許不平衡量為：mper=3.68×1/8=0.46 g。

對(duì)轉(zhuǎn)子作低速動(dòng)平衡其不平衡量為0.583 g，超出技術(shù)要求的0.46 g，故引起該泵運(yùn)行振動(dòng)的原因有轉(zhuǎn)子動(dòng)不平衡。

2.轉(zhuǎn)子直線度誤差

在以往檢修中對(duì)該泵軸直線度進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)該泵軸直線度誤差較大，在此次檢修中其直線度誤差D3處為0.15mm（校正前），超出技術(shù)要求的0.05mm。

轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖

3.軸承間隙及瓦背過(guò)盈量的檢查

該泵的徑向軸承由5塊可傾瓦組成，軸瓦在安裝時(shí)要求瓦背具有一定的過(guò)盈量，為防止設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)引起瓦塊基環(huán)座與軸承座發(fā)生相對(duì)位移。

用壓鉛法測(cè)軸承徑向間隙，泵軸直徑為60 mm，根據(jù)技術(shù)要求軸承間隙λ=0.80-0.12 mm，【λ=（1.4-2）d‰】。在檢修中測(cè)得驅(qū)動(dòng)側(cè)、非驅(qū)側(cè)軸承間隙分別為0.11mm、0.10 mm均符合要求。

4.其他原因

（1）轉(zhuǎn)子不對(duì)中

該泵檢修時(shí)由技術(shù)精湛，專(zhuān)業(yè)知識(shí)強(qiáng)的人員負(fù)責(zé)。找正時(shí)采用雙表找正，找正數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)核實(shí)確認(rèn)符合技術(shù)要求后才交工，故可排除對(duì)中不良的因素。

（2）產(chǎn)生氣蝕

經(jīng)P105泵輸送來(lái)的液氨進(jìn)入該泵，且該泵在設(shè)計(jì)安裝時(shí)已考慮氣蝕余量。該泵的入口濾網(wǎng)也做到了定期清理更換，清理時(shí)也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，故可排除發(fā)生氣蝕。

四、處理措施

通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)引起該泵振動(dòng)的主要原因有：

1.轉(zhuǎn)子存在動(dòng)不平衡；

馬國(guó)平道：“我何嘗不是如此？每當(dāng)看到她們嬌柔的身影，奔跑在殘酷的戰(zhàn)場(chǎng)上，我除了由衷感佩外，感受更多的則是擔(dān)心，在我的潛意識(shí)里，打仗廝殺應(yīng)該是我們爺們的事。”

2.泵軸直線度誤差超標(biāo)；

3.轉(zhuǎn)子不在水平位置及徑向中心位置。

針對(duì)以上故障進(jìn)行相應(yīng)處理

1.該轉(zhuǎn)子蘭州石化公司采用900 r/mi n低速動(dòng)平衡，用去重法調(diào)整其平衡，同時(shí)改變以往不裝靠背輪找平衡的方案，最終使其滿足動(dòng)平衡要求（不大于0.23 g）。

2.泵軸直線度誤差超標(biāo)，一般用機(jī)械校正法。在校直泵軸時(shí)，采用壓力機(jī)將凸點(diǎn)向下加壓，最終將其泵軸的直線度誤差調(diào)整到0.05mm，（技術(shù)要求0.05mm）。

3.調(diào)整兩側(cè)軸承箱體，使轉(zhuǎn)子處于水平位置及徑向中心位置。

（1）拆下軸承上箱體，取出上、下瓦。

（2）將百分表架固定在軸承下箱體上，使百分表測(cè)頭與軸的最高點(diǎn)垂直接觸，壓入量為1～2 mm，轉(zhuǎn)動(dòng)表盤(pán)使大針對(duì)準(zhǔn)“0”位。通過(guò)抬軸讀取百分表數(shù)值變化，測(cè)量轉(zhuǎn)子的總抬量為0.56 mm。

（3）取下表架，裝好下瓦，同上測(cè)得轉(zhuǎn)子非驅(qū)側(cè)、驅(qū)動(dòng)側(cè)上抬量分別為0.30 mm、0.46 mm，判定轉(zhuǎn)子不在水平位置。

（4）調(diào)整驅(qū)動(dòng)側(cè)轉(zhuǎn)子上抬量

將兩塊百分表架在泵體上，指針垂直接觸下箱體上表面，壓入量為1～2 mm，調(diào)整百分表到“0”，稍松開(kāi)驅(qū)動(dòng)側(cè)軸承下箱體的固定螺栓，將軸承下箱體上抬0.16 mm（兩塊表的刻度變化要相同），將其調(diào)整到技術(shù)要求范圍內(nèi)，保證轉(zhuǎn)子處于水平位置及徑向中心位置，把緊軸承座上所有緊固螺栓。

總結(jié)

經(jīng)以上的分析及處理，該泵運(yùn)行情況良好，其振動(dòng)值較檢修前有了明顯的下降，驅(qū)動(dòng)側(cè)和非驅(qū)側(cè)振動(dòng)值均在35μ m左右，且比較平穩(wěn)。

針對(duì)該泵提出以下幾點(diǎn)建議：

1.定期清洗泵的入口液氨過(guò)濾網(wǎng)、干氣密封氣濾網(wǎng)、潤(rùn)滑油過(guò)濾網(wǎng)，確保潤(rùn)滑油及密封氣的質(zhì)量，保證設(shè)備良好的運(yùn)行環(huán)境；

2.加強(qiáng)操作人員的培訓(xùn)學(xué)習(xí)，嚴(yán)格按照操作規(guī)程操作，穩(wěn)定工藝操作，減少開(kāi)停車(chē)次數(shù)；

3.加強(qiáng)檢維修人員的業(yè)務(wù)技能、提高責(zé)任心，按時(shí)定期巡檢，保證設(shè)備的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

[1]蘭州石化公司 P101泵隨機(jī)圖紙及技術(shù)資料.

[2]GB/T 9239.1-2006.機(jī)械振動(dòng)恒態(tài)（剛性）轉(zhuǎn)子平衡品質(zhì)要求【S】.

[3]蘭州石化公司 P101高壓氨泵指導(dǎo)手冊(cè) 1996.