大慶煉化硫胺蒸發(fā)循環(huán)泵振動(dòng)處理的思路與方法

孫玉偉 吳永剛

[摘 要]大慶煉化硫胺裝置開工前，由于供貨商在機(jī)泵改造中的欠缺，使得機(jī)泵在試車過(guò)程中出現(xiàn)了泵體振動(dòng)超標(biāo)和機(jī)械密封發(fā)熱，以及進(jìn)出口管道振動(dòng)等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)業(yè)主和相關(guān)方人員的共同努力，在對(duì)ZWXIII蒸發(fā)循環(huán)泵進(jìn)行了管道改造，密封調(diào)整和部件改造后，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格調(diào)整的蒸發(fā)循環(huán)泵順利投入使用，本文為改造機(jī)泵的故障排除提供一些思路。

[關(guān)鍵詞]技術(shù)改造；機(jī)械密封；管道安裝；同心度；焊接應(yīng)力

中圖分類號(hào)：S525 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）28-0397-02

【引言】

大慶煉化公司硫胺裝置機(jī)泵在開工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，此次動(dòng)設(shè)備發(fā)生故障的原因是由于硫胺裝置的ZWXIII蒸發(fā)循環(huán)泵，因?qū)嵨锏截浨闆r與設(shè)備訂貨時(shí)簽訂的供貨技術(shù)協(xié)議有差異，根據(jù)大慶煉化公司要求，機(jī)泵的供貨商家在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)蒸發(fā)循環(huán)泵進(jìn)行技術(shù)改造，由于沒(méi)有得到機(jī)泵生產(chǎn)廠家授權(quán)，為了減少訂貨差異造成的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)改造費(fèi)用，供貨商獨(dú)自進(jìn)行蒸發(fā)循環(huán)泵的技術(shù)改造，改造后設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)和異響等不正?，F(xiàn)象，這種情況下供貨商又聯(lián)系生產(chǎn)廠家處理，生產(chǎn)廠家卻不提供對(duì)自行改造設(shè)備的質(zhì)保服務(wù)。煉化公司要求我們安裝單位進(jìn)行設(shè)備改造后的故障分析，并將造成影響設(shè)備的問(wèn)題全部消除。確保硫胺裝置可以按期中交。

1. 根據(jù)供貨技術(shù)協(xié)議的要求，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的技術(shù)改造處理情況，確定蒸發(fā)循環(huán)泵主要進(jìn)行了以下四處技術(shù)改造和改裝，個(gè)別小改動(dòng)是由硫胺裝置的工藝管線設(shè)計(jì)單位提供的。針對(duì)于該類型設(shè)備具體的改造是：

1.1. 將蒸發(fā)循環(huán)泵的軸端機(jī)械密封由集裝式單端面外沖洗機(jī)械密封改為集裝式雙端面外沖洗機(jī)械密封。

1.2. 將蒸發(fā)循環(huán)泵的凸緣聯(lián)軸器改為膜片式聯(lián)軸器。

1.3. 為保證蒸發(fā)循環(huán)泵后期檢修方便，將機(jī)泵的出口工藝管線加裝短接。

1.4. 在機(jī)泵的入口工藝管線上方，二樓的樓面板上焊接了4個(gè)固定入口管線的支架，防止工藝管線力量施加于機(jī)泵上。

1.5. 以上供貨商進(jìn)行的改造項(xiàng)目主要集中于機(jī)泵本體和工藝管道上，在供貨商的改造項(xiàng)目未進(jìn)行時(shí)，蒸發(fā)循環(huán)泵進(jìn)行了單機(jī)試運(yùn)，機(jī)泵的機(jī)械部分和進(jìn)出口工藝管線等各項(xiàng)振動(dòng)指標(biāo)正常。

1.6. 供貨商進(jìn)行改造后，機(jī)泵試車時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)異常現(xiàn)象，因此根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)泵試運(yùn)轉(zhuǎn)情況和設(shè)備的改裝情況判斷，蒸發(fā)循環(huán)泵的振動(dòng)故障原因主要集中于工藝管道的安裝應(yīng)力和機(jī)泵的本體部件改造上面。

2. 根據(jù)先易后難的原則，首先依照機(jī)泵的機(jī)械密封改造情況，對(duì)照蒸發(fā)循環(huán)泵的使用說(shuō)明書，檢查集裝式機(jī)械密封改造前后的參數(shù)變化。

2.1. 比較后發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封的沖洗冷卻水，在使用單端面機(jī)械密封時(shí)水壓要求在<0.05MPA，使用流量沒(méi)有專門要求。而改造為雙端面機(jī)械密封時(shí)水壓要求在0.5-1.0MPA范圍內(nèi)，使用水量的要求也達(dá)到1.2m3/h。原有的沖洗冷卻水系統(tǒng)水量已經(jīng)無(wú)法滿足要求了。

2.2經(jīng)設(shè)計(jì)確定從其他的冷卻水系統(tǒng)配管解決這個(gè)問(wèn)題。防止正式投料開工時(shí)由于系統(tǒng)的溫度上升，冷卻水量不足損壞機(jī)械密封。

2.3 機(jī)泵的振動(dòng)處理重點(diǎn)解決工藝管線的安裝應(yīng)力問(wèn)題，由于設(shè)計(jì)人員和機(jī)泵廠家技術(shù)人員的溝通不暢，造成蒸發(fā)循環(huán)泵施工完成工藝管線后，再進(jìn)行機(jī)械密封改造時(shí)發(fā)現(xiàn)出口的管線拆卸非常不便。工作量已經(jīng)完全超出了一般的檢修施工可以允許的范圍，而且施工時(shí)間也成倍的增加，不利于快速處理設(shè)備故障，因此在機(jī)泵的出口部分改造安裝了一個(gè)短接，保證了檢維修施工的便利。

2.4. 施工人員在對(duì)出口管線進(jìn)行施工時(shí)，采取的是把管線的水平管段直接切割分離，再加裝配對(duì)法蘭焊接。在切割管線時(shí)沒(méi)有把出口的其余部分管線進(jìn)行可靠地固定，使得管道改造處理出口短接施工時(shí)，相關(guān)管線處于攜帶應(yīng)力的狀態(tài)下。

2.5. 在進(jìn)行加裝法蘭焊接施工時(shí)，沒(méi)有進(jìn)行焊接反變形的預(yù)防措施，也使得施工完成的出口管道應(yīng)力變大。

2.6. 為了檢查管道的變形情況，將機(jī)泵的聯(lián)軸節(jié)部分加百分表監(jiān)控。

2.6.1. 把機(jī)泵的進(jìn)出口管線法蘭相繼松開取出連接螺絲。

2.6.2. 在進(jìn)出口管線處于自由狀態(tài)下時(shí)，進(jìn)行檢查確認(rèn)進(jìn)口垂直管線平行偏差9mm，軸線偏差20mm，間距偏差15mm。

2.6.3. 出口水平管線平行偏差4mm，軸線偏差27mm，間距偏差50mm。

2.6.4. 聯(lián)軸節(jié)處的百分表徑向上下變化0.52mm，左右變化0.37mm。軸向上下0.24mm，左右變化0.15mm。

2.6.5.把進(jìn)出口管線和同心度的偏差數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，可以發(fā)現(xiàn)改造后的管線變化超過(guò)了允許偏差，必須重新進(jìn)行施工并且嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)施工，防止組對(duì)超差和焊接變形，以保證管線的無(wú)應(yīng)力安裝。

3. 施工人員根據(jù)工藝管道施工的規(guī)范要求，對(duì)幾臺(tái)蒸發(fā)循環(huán)泵進(jìn)出口管線重新施工，完全達(dá)到了規(guī)范的嚴(yán)格要求。它們采取的方法是：

3.1. 先把進(jìn)出口管線的懸空部分加裝管托和支架，在不影響管線熱膨脹變化方向的位置進(jìn)行固定。

3.2. 把超差的管道切割下來(lái)焊道處處理合格后，根據(jù)進(jìn)出口管道的軸向偏差方向進(jìn)行調(diào)整并進(jìn)行可靠地固定，防止管線進(jìn)入介質(zhì)后由于重量和溫度的變化向不允許的方向發(fā)生變化。

3.3. 在軸向偏差調(diào)整結(jié)束后，測(cè)量法蘭平行偏差和兩片法蘭的間距尺寸，這里需要明確的是，法蘭間距尺寸的確定是要考慮到管道上是否安裝了膨脹節(jié)的。如果安裝了鋼制膨脹節(jié)，在確定法蘭間距尺寸的時(shí)候需要留有一定的預(yù)留尺寸。

3.4. 如管線內(nèi)進(jìn)入的正式工作介質(zhì)是高于環(huán)境溫度的，那么管線法蘭的間距尺寸就需要預(yù)留除密封墊片厚度外的熱膨脹間距，這樣就可以在管道系統(tǒng)進(jìn)入正式工作介質(zhì)時(shí)給設(shè)備施加的外力影響最小。

3.5. 管件處理完成后進(jìn)行焊接工作，這是非常關(guān)鍵的步驟，為了減小焊接時(shí)產(chǎn)生的變形問(wèn)題，在焊接時(shí)點(diǎn)焊好法蘭和管道后，在焊道的4個(gè)方向上，提前焊接4塊長(zhǎng)方形的同材質(zhì)鋼板，讓鋼板的上下分別固定法蘭和管道，這樣可以有效防止管道的焊接變形。使用同材質(zhì)的固定板是為了防止碳鋼材質(zhì)對(duì)不銹鋼材質(zhì)的滲碳現(xiàn)象發(fā)生，確保施工工藝要求的嚴(yán)格執(zhí)行。

3.6. 管線和法蘭冷卻到常溫，檢查管道的安裝尺寸合格后，進(jìn)行法蘭螺栓的連接并緊固到合格狀態(tài)下。

3.6.1. 蒸發(fā)循環(huán)泵進(jìn)出口管線拆除，機(jī)泵本體無(wú)應(yīng)力的狀態(tài)下，將供貨商改造時(shí)加裝的不規(guī)范的調(diào)整墊取出全部更換。

3.6.2. 改造時(shí)由于機(jī)泵本身的制造裝配精度不高，幾臺(tái)機(jī)泵的電機(jī)在進(jìn)行同心度調(diào)整時(shí)全部出現(xiàn)電機(jī)高于泵體現(xiàn)象。為了保證電機(jī)調(diào)整在泵體下方加裝了調(diào)整墊。

3.6.3. 由于施工加裝墊片時(shí)沒(méi)有按照3處支點(diǎn)同時(shí)起升的要求，而是單點(diǎn)加墊片并使用尺寸不合格的小墊片，并且個(gè)別泵體下加裝斜墊片，造成中部的墊片薄，泵體中部被緊固螺栓拉的變形，當(dāng)松開螺栓時(shí)中部墊片虛空明顯。

3.6.4. 為了保證安裝質(zhì)量根據(jù)泵體的材質(zhì)，同時(shí)經(jīng)對(duì)偏差尺寸的計(jì)算，加工了完全符合標(biāo)準(zhǔn)的不銹鋼墊板，其高度可以保證電機(jī)地腳的支座下都可以加入調(diào)整墊片。

3.6.5. 在檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)有的泵體推力軸承處支架加了厚墊片，而電機(jī)處在前支座下也加了厚墊片，可電機(jī)的后支座下卻沒(méi)有任何墊片，同心度檢查數(shù)據(jù)顯示電機(jī)還處于軸向下開口，徑向高的偏差狀態(tài)下。因此為了消除泵體變形可能引起的振動(dòng)，決定加裝前后一致的平墊板。并將機(jī)泵的同心度重新調(diào)整到合格范圍內(nèi)。

4. 在蒸發(fā)循環(huán)泵的外觀檢查時(shí)還發(fā)現(xiàn)。

4.1. 聯(lián)軸節(jié)由凸緣式改為膜片式以后，由于聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)形式的變化，造成裝配后的電機(jī)軸和泵軸的端頭長(zhǎng)于對(duì)輪表面。

4.2 電機(jī)和底座的固定螺栓孔是栽絲和圓孔無(wú)法活動(dòng)調(diào)整聯(lián)軸節(jié)間距。直接的影響是中間的疊加式膜片無(wú)法在不移動(dòng)電機(jī)的情況下拆卸，其中多數(shù)的疊加式膜片扭曲變形。

4.3. 根據(jù)這個(gè)情況將存在這個(gè)問(wèn)題的電機(jī)全部拆除進(jìn)行擴(kuò)長(zhǎng)孔加工，保證疊加式膜片的正常安裝，延長(zhǎng)其使用壽命和減少軸向偏差對(duì)振動(dòng)的影響。

5. 將蒸發(fā)循環(huán)泵的出入口管線進(jìn)行無(wú)應(yīng)力回裝，安裝百分表監(jiān)控同心度變化情況，沒(méi)有問(wèn)題后重新試運(yùn)檢查改善以后的運(yùn)行情況。經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的試運(yùn)考核全部機(jī)泵的振動(dòng)都達(dá)到了規(guī)范要求的范圍。

【結(jié)束語(yǔ)】

改造后蒸發(fā)循環(huán)泵有一臺(tái)的振動(dòng)數(shù)據(jù)，在規(guī)范要求范圍內(nèi)的高位運(yùn)行，這臺(tái)機(jī)泵就是在改造中由于泵體底座加裝了不合適的墊片，造成中部變形的那臺(tái)。雖然振動(dòng)在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)但是明顯比其他機(jī)泵各部位的振動(dòng)數(shù)值高了不少，經(jīng)過(guò)和業(yè)主協(xié)商如果正式投料運(yùn)行后，這臺(tái)蒸發(fā)循環(huán)泵振動(dòng)超標(biāo)，就由機(jī)泵廠家的售后技術(shù)人員將這臺(tái)機(jī)泵解體，并將泵軸進(jìn)行彎曲度檢查，同時(shí)檢查機(jī)泵的前徑向軸承和后推力軸承確定沒(méi)有問(wèn)題，泵軸上隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)的部件全部安裝好重新做動(dòng)平衡后安裝試運(yùn)，這樣完全可以排除振動(dòng)問(wèn)題。因?yàn)楦鶕?jù)其他機(jī)泵的處理情況來(lái)分析，這臺(tái)機(jī)泵的振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)該和原來(lái)的調(diào)整不當(dāng)，造成泵軸變形有直接的關(guān)系。因業(yè)主方急于投產(chǎn)并且他們還有一臺(tái)同類型的備用泵在庫(kù)房，且業(yè)主和蒸發(fā)循環(huán)泵的供貨商還簽訂有一年的產(chǎn)品質(zhì)保期，他們都認(rèn)為在正式開工運(yùn)行一段時(shí)期后，再處理這個(gè)問(wèn)題對(duì)他們更加適合。

經(jīng)過(guò)幾天緊鑼密鼓的施工，我們完成了大慶煉化公司硫胺裝置ZWXIII蒸發(fā)循環(huán)泵的振動(dòng)異常處理工作，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，各項(xiàng)振動(dòng)參數(shù)符合國(guó)家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求，順利通過(guò)了監(jiān)理、業(yè)主、和技術(shù)監(jiān)督局的驗(yàn)收，取得了令業(yè)主滿意的結(jié)果。也為我們以后的設(shè)備故障處理積累了經(jīng)驗(yàn)。

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作者簡(jiǎn)介：孫玉偉（1972-），男，遼寧撫順人，高級(jí)技師，1991年畢業(yè)于石油天然氣第七建設(shè)公司技工學(xué)校，現(xiàn)從事動(dòng)、靜設(shè)備的安裝及調(diào)試工作。

吳永剛（1971-）男，山東膠州人，高級(jí)工，1990年畢業(yè)于山東國(guó)防工業(yè)技工學(xué)校，現(xiàn)從事動(dòng)、靜設(shè)備的安裝及調(diào)試工作。