淺談勝達因LV343高速泵國產化改造

張曉軍,楊建偉，卜琛亮

(延長石油延安石油化工廠,陜西 延安 727406)

LV343高速泵作為延安石油化工廠聚丙烯裝置丙烯進料泵(4-P301)，該泵的作用是將原料罐的丙烯輸送到工藝區(qū)，分別注入到環(huán)管反應器R200、R201、R202及各泵的沖洗點。此泵的運行將直接影響聚丙烯裝置平穩(wěn)生產，在聚丙烯裝置中起到至關重要的作用。

1 LMV-343型高速泵簡介

1.1 基本性能參數(shù)

基本性能參數(shù) 見表1。

表1 基本性能參數(shù)

1.2 結構

LVM343泵主要由泵殼、齒輪箱(三級變速)、泵端結構(葉輪、誘導輪、擴散器)、機械密封(串聯(lián))等組成。結構圖如圖1[2]。

圖1 LVM343泵結構圖

2 開展國產化背景

2.1 存在問題

該泵從2009年開工以來，共檢修了4次，一直采購勝達因原廠家的配件，由本單位維修工現(xiàn)場實施檢修，每次主要因機封泄漏導致檢修，但每次檢修時解體檢查齒輪箱都會發(fā)現(xiàn)高速軸、推力軸承、推理片有不同程度的磨損，而且由于該泵安裝精度及要求高，現(xiàn)場施工條件有限，無試驗裝置，每次檢修不能保證100%一次性成功，檢修完只能與現(xiàn)場運行泵切換試泵。基于以上原因，有兩次出現(xiàn)第一次完后返修情況，分別為2011年5月，2016年12月發(fā)現(xiàn)運行泵機械密封泄漏嚴重，組織對運行泵切換維修，修完以后試泵時出現(xiàn)新修的泵泄漏嚴重、振動大現(xiàn)象，停機解體檢查，發(fā)現(xiàn)介質機封、密封油機封密封圈燒壞，推力軸承推力塊巴氏合金，徑向軸承、高速軸軸頸磨損嚴重。維修更換一臺套軸承、機械密封等配件需要花費20～40萬，如果需要更換中、高速軸，那費用將更高.此外該泵配件購買周期基本都在6個月左右，一旦配件儲備量不足，短期將無法保證備用泵完好備用，成為聚丙烯裝置重大隱患。如果配件儲備量稍大，配件庫存費用將大幅增加。故該泵的維修成為聚丙烯裝置長周期運行的瓶頸問題。

2.2 配件國產化過程

鑒于以上情況我們通過與國內生產高速離心泵廠家——北京航天石化技術裝備工程公司合作，共同從產品質量和設計兩方面進行認真分析和討論后，認為有必要在原廠勝達因的基礎上對關鍵易損部件進行重新設計和選型，因此在保留原設計的各部間隙、尺寸和可利用部件的基礎上，根據原設計方案，對高速泵齒輪箱內部分配件，高速軸下推力軸承、高速軸上止推片、高速軸上徑向軸承、高速軸下徑向軸承、中速軸軸承等易損部件進行了重新設計和選型。

“高速軸上、下徑向軸承”通過對原裝軸承分析，發(fā)現(xiàn)其軸承設計中長徑比取值明顯偏小，應用于現(xiàn)場工況下會出現(xiàn)軸承溫度高、油膜厚度薄，承載余量不足的問題。提高軸承的長徑比能夠提高軸承的承載能力，但對于高速設備來說，過高的長徑比可能會導致轉子失穩(wěn)。經過核算確定了現(xiàn)場使用的這種狀態(tài)，既能滿足承載的需要，動態(tài)特性還略優(yōu)于原裝，于是做了改造。

“高速軸上止推片”原裝是雙向斜面止推片，改型為定型單向斜面止推片代替，外形與原裝相同，承載能力高于原裝，對原裝止推片做了改造。

“中速軸上下軸承”原裝軸承承受軸向力是寬平面止推面，用國產定型的寬斜面中速軸下軸承代替，承受軸向力能力提升至原裝的 3～5 倍，對原裝中速軸上下軸承做了改造。

“高、中、低速軸”北京航天石化技術裝備工程公司已測繪，聲明可以進行國產化。

原廠與國產部件外觀對比圖見圖2～圖4，具體部件更換情況見表2。

表2 部件更換表

圖2 止推軸承片圖

圖3 徑向軸承片圖

圖4 推力軸承圖

2.3 測試過程及結果

對該泵進行國產化維修組裝后，北京航天石化技術裝備工程公司，通過實驗臺模擬機泵的實際工況。采用常溫清水代替丙烯，使泵轉速控制在2100rpm(電機轉速)，不同負荷的工況下，將泵運轉1h，進行泵的性能及運轉試驗。

2.3.1 性能試驗

從Sundyne泵性能試驗曲線圖圖5與修復泵性能曲線圖圖6對比中就看出，修復后泵的輸送性能曲線與原廠家出廠時的性能曲線基本一致，因此說明維修后泵與原泵性能幾乎接近，性能滿足工藝要求。

圖5 Sundyne泵性能試驗曲線圖

圖6 修復泵性能試驗曲線圖

2.3.2 運轉試驗

運轉試驗數(shù)據圖圖7的數(shù)據可以看出，維修后的泵機械性能穩(wěn)定，振動位移大部分數(shù)值在4μm以下，振速均在1.3mm/s以下。通過測試說明機械性能穩(wěn)定。

圖7 運轉試驗數(shù)據圖

2.3.3 現(xiàn)場安裝后的運行結果

國產化維修后的高速泵到我廠后，于2017年4月6日將修復后的高速泵安裝試用，截止目前已連續(xù)運行7個月，各項工藝參數(shù)滿足設計指標，機械性能穩(wěn)定。

3 總結

此次LV343高速泵(丙烯進料泵)國產化改造的成功，不僅節(jié)省了維修費用，縮短配件采購周期，試驗裝置使檢修質量也的到保證了，而且也為北京航天石化技術裝備工程公司在大功率高速泵的研發(fā)和生產方面積累了寶貴的經驗和信心，為今后設計和生產同等乃至更大型的高速泵提供了必要的的技術儲備，使國內高速泵生產技術水平上了一個臺階。

[1] 康鈺海.LV343高速泵故障原因分析及保障方案[J].中小企業(yè)管理與科技，2011(9):290.

[2] Sundyne.LVM343高速泵使用說明手冊[M].美國：Sundyne，2008.