立式管道泵長周期運(yùn)行攻關(guān)

朱榮欣，徐品德，趙權(quán)利，周 軍，張家鑫，孫德臣

（吉林石化煉油廠，吉林吉林 132022）

1 管道泵工作原理

吉林石化煉油廠催化裂化三車間所用管道泵型號(hào)為SL原BY125-20，主要由電機(jī)、聯(lián)軸器、軸承箱、軸、密封腔、葉輪等組成。其前軸承箱內(nèi)有1口深溝球軸承6310，潤滑方式為二硫化鉬潤滑脂潤滑，密封型號(hào)為CM04-040。

管道泵由電機(jī)拖動(dòng)，經(jīng)過聯(lián)軸節(jié)的連接帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。在泵運(yùn)行前，入口管線和泵體需灌滿水，當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，旋轉(zhuǎn)的水產(chǎn)生離心力將泵體內(nèi)水拋到出口管線進(jìn)入水噴淋系統(tǒng)為管束降溫，同時(shí)泵體中心形成真空區(qū)域，入口管線內(nèi)的水在大氣壓作用下壓入到泵體內(nèi)真空區(qū)域，周而復(fù)始形成連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)循環(huán)水形成增壓作用。同時(shí)液化氣空冷配合空冷風(fēng)機(jī)使用，但循環(huán)水噴淋裝置降溫效果要明顯好于空冷風(fēng)機(jī)。若管道泵故障會(huì)導(dǎo)致循環(huán)水噴淋冷卻中斷，導(dǎo)致液化氣溫度過高，影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

2 立式管道泵的特點(diǎn)

立式管道泵優(yōu)點(diǎn)：①泵為立式結(jié)構(gòu)，進(jìn)出口口徑相同、且位于同一中心線上，可像閥門一樣安裝于管路之中，設(shè)有安裝底腳，增加泵的穩(wěn)定性，外形緊湊美觀，占地面積小，建筑投入低；②泵與電機(jī)軸承配置合理，能有效地平衡泵運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的徑向和軸向負(fù)荷，從而保證了泵的運(yùn)行平穩(wěn)，振動(dòng)噪聲低；③安裝檢修方便，無需拆動(dòng)管路系統(tǒng)，只需卸下泵聯(lián)體螺母即可抽出全部轉(zhuǎn)子部件；④可根據(jù)使用要求即流量和揚(yáng)程的需要采用泵的串、并聯(lián)運(yùn)行方式。

立式管道泵缺點(diǎn)：①主要部件浸沒在水里，表面有水垢附著，容易被腐蝕；②檢修時(shí)需拆卸電機(jī)；③價(jià)格一般高于臥式泵。

3 故障原因分析

由于本裝置液化石油氣從穩(wěn)定塔頂餾出，經(jīng)穩(wěn)定塔頂油氣表面蒸發(fā)空冷器冷至低于后進(jìn)入穩(wěn)定塔頂回流罐。裝置已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行840多天，生產(chǎn)運(yùn)行末期穩(wěn)定塔頂油氣表面蒸發(fā)空冷器冷卻效果明顯下降，空冷器出口溫度由上升到。導(dǎo)致空冷器風(fēng)機(jī)負(fù)荷增加，運(yùn)行風(fēng)機(jī)由8臺(tái)增加至12臺(tái)，同時(shí)增加裝置電耗，每臺(tái)風(fēng)機(jī)耗電15 kW·h。表面蒸發(fā)空冷器水噴淋管道泵長周期平穩(wěn)運(yùn)行，可保證表面蒸發(fā)空冷器水循環(huán)正常，從而降低空冷風(fēng)機(jī)投用數(shù)量，降低裝置電耗。在近半年的時(shí)間內(nèi)12臺(tái)管道泵幾乎全部檢修過，并且每次檢修之后運(yùn)行周期只有1～2個(gè)月，嚴(yán)重影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。

故障的現(xiàn)象為密封泄漏，機(jī)泵轉(zhuǎn)動(dòng)聲響異常，軸承抱軸導(dǎo)致機(jī)泵自停。其中密封泄漏與軸承失效存在密切聯(lián)系，從以往的檢修經(jīng)驗(yàn)來看，密封失效往往伴隨著軸承失效。分析認(rèn)為密封和軸承失效的原因主要有4個(gè)。

（1）軸承潤滑不良。在管道泵檢修解體過程中，發(fā)現(xiàn)軸承箱加油口堵塞，軸承箱內(nèi)潤滑脂已經(jīng)剩余很少，導(dǎo)致軸承運(yùn)轉(zhuǎn)中潤滑效果不好，造成軸承失效。而軸承失效會(huì)導(dǎo)致泵運(yùn)轉(zhuǎn)過程中振動(dòng)增大，間接導(dǎo)致密封失效。

（2）管道泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。本裝置管道泵原軸承箱只能容納一口深溝球軸承，所能承受力有限，一但運(yùn)轉(zhuǎn)工況發(fā)生改變時(shí)，極容易造成軸承磨損。另外電機(jī)軸與泵體軸靠另一節(jié)聯(lián)軸器連接，電機(jī)軸與泵體軸尺寸較長（圖1），穩(wěn)定性比較差，導(dǎo)致電機(jī)帶動(dòng)泵旋轉(zhuǎn)式時(shí)可能產(chǎn)生偏心旋轉(zhuǎn)，對(duì)電機(jī)軸承與泵體軸承都會(huì)造成很大損害，同時(shí)也會(huì)對(duì)泵體密封造成損傷，增加了故障率。

圖1 管道泵

圖2 管道泵外觀

（3）密封失效導(dǎo)致軸承失效。管道泵密封形式為機(jī)械密封，機(jī)泵長周期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致動(dòng)環(huán)與靜環(huán)磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致密封失效。密封固定在密封腔上，而軸承箱與密封腔之間沒有密封，密封泄漏會(huì)使水沿軸進(jìn)入到軸承箱內(nèi)與潤滑脂混合，影響軸承潤滑，最終導(dǎo)致軸承失效。

（4）工作環(huán)境導(dǎo)致軸承易損。由于管道泵安置在水噴淋旁，水噴淋過程中會(huì)產(chǎn)生大量水霧，管道泵長期在這樣環(huán)境中運(yùn)行會(huì)對(duì)泵體和軸造成腐蝕（圖2），導(dǎo)致軸承失效，還會(huì)影響機(jī)泵轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致振動(dòng)增大。

4 改進(jìn)措施

（1）軸承箱潤滑“五定”制度。加強(qiáng)機(jī)泵維護(hù)保養(yǎng)，排查正在運(yùn)轉(zhuǎn)管道泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，落實(shí)設(shè)備潤滑“五定”管理制度，定期解體加潤滑脂。

（2）管道泵結(jié)構(gòu)重新設(shè)計(jì)。改型前管道泵軸承箱只能容納1口軸承，而泵體與電機(jī)連接靠聯(lián)軸器連接，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中只靠1口軸承支撐，顯然會(huì)“頭重腳輕”（圖3）。本次對(duì)軸承箱重新設(shè)計(jì)將軸承箱加長，可以容納2口軸承，2口軸承間加定位軸套固定。同時(shí)將軸延長，使電機(jī)軸與泵體軸通過膜片連接，去掉聯(lián)軸器對(duì)泵的影響，增加運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的穩(wěn)定性。

圖3 改型前后軸與軸承箱結(jié)構(gòu)

經(jīng)過對(duì)管道泵故障原因分析，委托制造單位制造新型管道泵軸承與軸承箱，并且已經(jīng)投入運(yùn)行（圖4）。

（3）密封及時(shí)更換。密封泄漏會(huì)直接導(dǎo)致軸承失效，所以發(fā)現(xiàn)密封輕微泄漏時(shí)就要及早停止運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行密封更換，防止水進(jìn)入軸承箱內(nèi)損壞軸承。

（4）管道泵加護(hù)罩。管道泵周圍加防水霧護(hù)罩，護(hù)罩正在制作中，防止水霧進(jìn)入泵體影響泵的運(yùn)行。

圖4 新型管道泵

5 結(jié)語

（1）設(shè)備潤滑“五定”管理制度的有效落實(shí)，使管道泵潤滑狀況得到改善。

（2）目前新型管道泵已經(jīng)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3個(gè)月，使用軸承狀態(tài)監(jiān)測儀測量管道泵振動(dòng)由5 mm/s降至 2～3 mm/s，運(yùn)行情況良好，軸承、密封均未發(fā)生故障問題，運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)也優(yōu)于未改型前。

（3）管道泵長周期穩(wěn)定運(yùn)行，降低設(shè)備檢修費(fèi)用和空冷器風(fēng)機(jī)電耗，有利于降低裝置能耗。