單螺桿泵輸油常見(jiàn)故障處理與維護(hù)

李曉玲

（中國(guó)石油玉門(mén)油田分公司老君廟采油廠，甘肅玉門(mén) 735200）

1 螺桿泵的工作原理

單螺桿泵是一種內(nèi)嚙合偏心回轉(zhuǎn)的容積泵，泵利用傳動(dòng)部件相互嚙合空間的容積變化不斷輸送介質(zhì)。一根單頭螺旋的轉(zhuǎn)子和通常用彈性材料制造的內(nèi)表面呈雙線螺旋面的定子，當(dāng)轉(zhuǎn)子在定子型腔內(nèi)繞定子的軸線做行星回轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)子就與定子之間形成了密閉腔室，螺桿每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，密閉腔室內(nèi)的液體就向前推進(jìn)一個(gè)螺距，隨著螺桿的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，液體就從一個(gè)密封腔室壓向另一個(gè)密封腔室，最后擠出泵體（圖1）。螺桿泵具有輸送介質(zhì)流量恒定、壓力平穩(wěn)、噪聲小及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)[1]。

2 常見(jiàn)故障及排除方法

雖然螺桿泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作平穩(wěn)可靠、使用維修相對(duì)往復(fù)泵較為方便，但是出現(xiàn)故障時(shí)因體積較大，維修成本也相對(duì)較高，也會(huì)影響泵工作運(yùn)行效率。以NM105BY型螺桿泵為例，給出常見(jiàn)故障和排除方法。

圖1 工作原理

2.1 泵無(wú)法啟動(dòng)

這類(lèi)問(wèn)題的出現(xiàn)首先檢查供電系統(tǒng)電源電壓是否正常，如果供電線路無(wú)異常，再盤(pán)泵檢查轉(zhuǎn)子與定子之間是否因材料配合過(guò)緊，定子安裝是否合格（間隙配合問(wèn)題通常在新更換定子和轉(zhuǎn)子時(shí)出現(xiàn)），轉(zhuǎn)子與定子配合過(guò)緊可以采用工具人力幫助啟動(dòng)。最后考慮輸送原油黏度是否過(guò)大、油溫是否過(guò)低，自動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作，導(dǎo)致泵無(wú)法開(kāi)啟。

2.2 泵不出液

泵經(jīng)過(guò)檢查雖然可正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但是泵出口無(wú)原油排出，首先檢查萬(wàn)向節(jié)部位是否有輕微異響，考慮萬(wàn)向節(jié)是否存在脫開(kāi)、斷裂，導(dǎo)致泵不出液；其次檢查泵進(jìn)口閥門(mén)是否堵塞，如果無(wú)來(lái)液無(wú)自動(dòng)保護(hù)裝置的情況下，泵干磨運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)直接造成泵的損壞；在排除萬(wàn)向節(jié)和閥門(mén)問(wèn)題后，應(yīng)檢查輸送介質(zhì)是否因溫度過(guò)低凝固導(dǎo)致輸送管線凍堵，遇到這種情況，應(yīng)觀察泵出口壓力是否持續(xù)升高，如果泵壓力持續(xù)升高并接近泵的最大工作壓力，要立即停泵、檢查出口輸油管線，防止壓力持續(xù)升高，泵倒轉(zhuǎn)損壞泵體。

2.3 流量達(dá)不到額定排量

螺桿泵輸油排量取決于轉(zhuǎn)速和泵壓力，泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常的情況下不能達(dá)到設(shè)定流量，首先應(yīng)檢查變頻裝置是否損壞，如果變頻器正常則應(yīng)考慮轉(zhuǎn)子與定子磨損嚴(yán)重，高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子與定子閉合差導(dǎo)致間隙過(guò)大，泵內(nèi)漏失導(dǎo)致排液較差等。如果以上均無(wú)異常，應(yīng)檢查管阻情況，是否因管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重導(dǎo)致排量不夠。管阻導(dǎo)致的排量異常通常表現(xiàn)在輸油排量較小時(shí)壓力呈逐日緩慢增加狀態(tài)，難于及時(shí)發(fā)現(xiàn)，應(yīng)在日常工作中觀察記錄。

2.4 工作時(shí)達(dá)不到正常工作壓力

這種情況通常表現(xiàn)為泵運(yùn)轉(zhuǎn)正常、進(jìn)出口管線正常，輸油的原油儲(chǔ)罐液面下降，原油降黏時(shí)排量正常，但工作壓力始終達(dá)不到正常工作壓力。這種情況應(yīng)該考慮定子磨損，在原油黏度較低時(shí)，因?yàn)槁┦Я刻嫜a(bǔ)較快，排液量存在達(dá)不到正常工作壓力時(shí)的排量，在輸送高黏度原油時(shí)，壓力無(wú)法達(dá)到正常工作壓力，儲(chǔ)罐液面不下降漏失情況較為直觀，這時(shí)就要對(duì)泵進(jìn)行檢修，判定轉(zhuǎn)子與定子磨損情況，并根據(jù)情況更換定子和轉(zhuǎn)子（圖2）。

圖2 轉(zhuǎn)子漏失

2.5 流量壓力急劇下降

首先檢查管線進(jìn)出口是否有漏氣現(xiàn)象，進(jìn)出管吸入空氣或者介質(zhì)中混有大量氣體會(huì)導(dǎo)致泵流量壓力下降，其次檢查管道是否有堵塞或泄漏，最后檢查定子是否損壞（圖3）。

圖3 定子磨損

2.6 泵運(yùn)行時(shí)振動(dòng)

泵運(yùn)行時(shí)突然振動(dòng)超標(biāo)，應(yīng)立即停泵，檢查泵體各部件。在確認(rèn)各部件及管道進(jìn)出口完好的情況下，人工轉(zhuǎn)動(dòng)泵，檢查有無(wú)卡澀現(xiàn)象，如果有卡澀則應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子進(jìn)行檢查。如果盤(pán)泵時(shí)泵筒內(nèi)有異物響聲必須拆卸泵體檢查。如果無(wú)卡澀，應(yīng)確認(rèn)輸送介質(zhì)黏度，降低泵轉(zhuǎn)速進(jìn)行試運(yùn)行。

2.7 泵運(yùn)行時(shí)有異響

泵運(yùn)行過(guò)程中突然出現(xiàn)異響，在檢查泵體無(wú)異常后，確認(rèn)機(jī)封是否存在滲漏情況，機(jī)械密封損壞的部位可能損壞定子，并產(chǎn)生異響（圖4）。如果機(jī)封與泵筒無(wú)異常，應(yīng)檢查減速機(jī)、聯(lián)軸器、減震圈等是否完好，減速機(jī)與電機(jī)聯(lián)軸器松動(dòng)也可能造成異響，并對(duì)減速機(jī)齒輪造成傷害。

圖4 機(jī)封失效

3 單螺桿泵輸油的維護(hù)方法

（1）為減少磨損，避免定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙過(guò)大造成輸送介質(zhì)漏失，首先要對(duì)輸送原油中的異物進(jìn)行清理，避免雜質(zhì)在定子和轉(zhuǎn)子的閉合面內(nèi)磨卡。如原油內(nèi)異物體積大、數(shù)量多，則會(huì)在連續(xù)工作過(guò)程中造成損傷，長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)對(duì)泵造成物料傷害，因此可以在泵進(jìn)口處加裝濾網(wǎng)過(guò)濾介質(zhì)中的雜質(zhì)。濾網(wǎng)的密度要根據(jù)原油特性選擇，黏度較大時(shí)可適當(dāng)加大濾砂孔，因原油黏度大可吸附在異物表層，濾網(wǎng)孔眼即使加大也可起到清除作用，但是過(guò)濾黏度大、流動(dòng)性差的原油，則必須根據(jù)介質(zhì)輸送溫度情況，選擇合適的濾網(wǎng)孔眼，并定期對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行清理，才能保證進(jìn)液的穩(wěn)定性。

（2）根據(jù)輸送原油的化學(xué)性質(zhì)，選擇合適的定子材料，減少介質(zhì)對(duì)定子的化學(xué)腐蝕，延長(zhǎng)定子使用壽命。因?yàn)檩斔瓦^(guò)程中原油的腐蝕性會(huì)加快定子的磨損、老化速度，降低定子的使用壽命，應(yīng)根據(jù)原油特性對(duì)定子橡膠材質(zhì)進(jìn)行選擇。

（3）根據(jù)泵運(yùn)行溫度，控制輸送原油溫度在合理的范圍內(nèi)，減少因溫度變化產(chǎn)生熱脹冷縮對(duì)定子與轉(zhuǎn)子間隙的影響。油溫較高時(shí)流動(dòng)性較好，泵工作壓力較為平穩(wěn)，對(duì)定子和轉(zhuǎn)子的影響較小，但是如果油溫較低，原油流動(dòng)性差則加大泵的運(yùn)行負(fù)荷。外界氣溫較高時(shí)，工作間隙較小供液良好，但外界氣溫低特別是冬季運(yùn)行中則會(huì)造成漏失量大，排液不足的情況。因此，保證原油始終維持在恒定的輸送溫度，減少溫度對(duì)定子與轉(zhuǎn)子間隙的影響，可以延長(zhǎng)定子與轉(zhuǎn)子的使用壽命。

（4）應(yīng)保證泵進(jìn)口供液充足，杜絕泵空轉(zhuǎn)，避免定子與轉(zhuǎn)子干磨導(dǎo)致定子過(guò)早損壞。在停泵時(shí)也需打開(kāi)循壞降低頻率后操作，防止泵倒轉(zhuǎn)損壞機(jī)封發(fā)生滲漏。泵停用時(shí)也要保證泵內(nèi)充滿液體，并做到定期盤(pán)泵，防止定子與轉(zhuǎn)子粘連損壞。

（5）在日常的巡檢中發(fā)現(xiàn)減速機(jī)潤(rùn)滑油位低于規(guī)定液面，必需遵守三級(jí)過(guò)濾及時(shí)加注機(jī)油，防止減速機(jī)損壞。同時(shí)減振片磨損嚴(yán)重時(shí)應(yīng)及時(shí)更換，避免減振片造成的聯(lián)軸器不對(duì)中導(dǎo)致減速機(jī)受到影響，導(dǎo)致泵運(yùn)行異常。

（6）可以安裝變頻器等調(diào)速設(shè)施，根據(jù)螺桿泵特性曲線，合理地調(diào)整泵運(yùn)行轉(zhuǎn)速，在滿足泵排量的工況下，降低泵轉(zhuǎn)速，特別是在輸送含有雜質(zhì)的介質(zhì)時(shí)，可以有效地延長(zhǎng)泵使用壽命[2]。

4 結(jié)論

單螺桿泵在原油輸送工作中連續(xù)、平穩(wěn)、無(wú)脈動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)可以提高輸送效率，但是故障出現(xiàn)時(shí)其維修成本較高，只有對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)故障初期進(jìn)行分析判斷并提早排除，并采用科學(xué)的維護(hù)保養(yǎng)方法，做到保養(yǎng)到位，才能有效減少泵的故障率，提高泵的使用壽命。