延遲焦化裝置輻射進料泵故障分析及預防

孫春明，楊再榮，任俊東

（中國石油大港石化公司，天津 300280）

1 輻射進料泵介紹

中國石油大港石化公司第一聯(lián)合車間120萬噸/年延遲焦化裝置，使用的輻射進料泵由沈陽格瑞德泵業(yè)有限公司生產(chǎn)，型號DTR280-100×5。2004年10月投產(chǎn)，出口設(shè)計壓力4.0 MPa，額定流量270 m3/h，介質(zhì)為分餾塔底油，操作溫度約340 ℃。

2019年4月11日8:30，焦化外操巡檢時發(fā)現(xiàn)焦化輻射進料泵P-3102B驅(qū)動端軸承箱油質(zhì)發(fā)黑，軸承箱多次換油仍未見好轉(zhuǎn)，同時車間檢查該泵存在振動異常問題。對泵安排拆檢，發(fā)現(xiàn)該泵驅(qū)動端軸瓦和軸存在磨損情況。該泵自2017年檢修后已經(jīng)運轉(zhuǎn)11 208 h，期間無拆修記錄。

2 輻射進料泵拆檢情況

（1）驅(qū)動端軸瓦和軸存在磨損：軸瓦巴氏合金層磨損嚴重，個別位置已經(jīng)磨損到基層；與軸瓦配合處軸單側(cè)鍍鉻層已經(jīng)磨損脫落，此處軸徑已減少0.03～0.05 mm；軸承箱未發(fā)現(xiàn)異物，油質(zhì)發(fā)黑（圖1～圖2）。

（2）非驅(qū)動端軸瓦存在輕微磨損情況：推力軸承為背靠背布置的兩個角接觸軸承，未發(fā)現(xiàn)明顯磨損情況；軸承箱未發(fā)現(xiàn)異物，油質(zhì)發(fā)黑（圖3）。

圖1 驅(qū)動端軸瓦磨損情況

圖2 驅(qū)動端軸磨損情況

圖3 非驅(qū)動端軸瓦磨損情況

（3）對泵體進行拆解，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動端喉部襯套與泵軸螺紋套有嚴重磨損情況，級間套磨損嚴重，需要更換（圖4～圖5）。

（4）葉輪口環(huán)、泵體口環(huán)級間套存在較明顯劃痕，磨損嚴重，需要更換（圖6～圖7）。

（5）對整軸進行跳動檢查，數(shù)據(jù)為第一級葉輪位置徑向跳動0.06 mm，第二級、第三季葉輪位置徑向跳動0.08 mm，第四級葉輪位置徑向跳動0.05 mm，第五級葉輪位置徑向跳動0.04 mm。對泵軸進行超聲檢測，軸內(nèi)部沒有明顯缺陷，但鑒于軸承配合位置磨損嚴重且軸存在較大的彎曲，對軸進行整體更換。

圖4 驅(qū)動端螺紋套磨損情況

圖5 驅(qū)動端喉部襯套磨損情況

圖6 泵體口環(huán)磨損情況

圖7 葉輪口環(huán)磨損情況

3 故障原因分析

在查找原因時，調(diào)出機泵在線監(jiān)測系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，自4月9日晚21：00左右驅(qū)動端振動值呈迅速升高趨勢，最大振動速度值為垂直方向18 mm/s，加速度值達到276.5 mm/s2，4月10日6:40振動突然降低，振動速度降低到1.5 mm/s以下，振動加速度單峰值降低到10 m/s2以下（圖8～圖9）。

檢查4月9日晚分餾塔塔底液位，輻射進料泵出口流量，塔內(nèi)壓力等參數(shù)，數(shù)據(jù)比較平穩(wěn)，未出現(xiàn)大幅波動情況，排除工藝原因影響。

圖8 振動速度曲線

圖9 振動加速度曲線

從振動曲線升高趨勢和工藝參數(shù)曲線來看，泵在原始運行中比較平穩(wěn)，突然升高的原因可能是有異物進入泵體內(nèi)，破壞了轉(zhuǎn)子的平穩(wěn)運行狀態(tài)，造成了口環(huán)、喉部襯套、螺旋套等的刮蹭，由于軸瓦在轉(zhuǎn)子的最遠端與軸接觸，所以破壞最為嚴重。當異物從泵出口甩出后，機泵又恢復到新的平穩(wěn)運行狀態(tài)，振動隨之下降。

4 故障預防措施

（1）為在線振動監(jiān)測系統(tǒng)增加報警提示。本次故障在4月9日晚在線監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行問題，但由于此段時間處于休息時間，未能及時發(fā)現(xiàn)。最后發(fā)現(xiàn)問題還是由于潤滑油檢查，所以在線監(jiān)測系統(tǒng)增加報警功能，能更及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患。

（2）繼續(xù)加強潤滑油和冷卻水等輔助系統(tǒng)日常運行的監(jiān)控管理。本次故障的發(fā)現(xiàn)就是由于班組的潤滑油檢查，可見油水監(jiān)控的重要性。

（3）加強封油系統(tǒng)的管理。定期檢查封油罐溫度及切水情況，防止封油帶水造成機泵抽空。細化儀表打隔離液操作，防止隔離液量大、隨封油帶入泵內(nèi)后遇高溫汽化，造成機泵抽空。

（4）細化分餾塔底操作，防止塔底結(jié)焦帶入機泵，同時加強檢查分餾塔底過濾器前后壓差變化，防止過濾器堵塞造成的來量不足。

（5）精細化檢維修，注重機泵檢維修質(zhì)量，嚴格執(zhí)行檢維修規(guī)程要求，把好維修質(zhì)量關(guān)，在大修中對轉(zhuǎn)子進行動平衡檢查，嚴格控制轉(zhuǎn)子動平衡精度。

（6）在實際運行中此泵楊程較高，可以對葉輪進行切削、降低楊程，既能降低功率消耗，又能使泵的振動下降，處于更穩(wěn)定的運行狀態(tài)。

5 結(jié)束語

輻射進料泵是延遲焦化裝置的關(guān)鍵設(shè)備，介質(zhì)溫度高、壓力高，一旦出現(xiàn)故障有可能會造成嚴重事故。本次設(shè)備振動的峰值已經(jīng)達到D區(qū)（振動在此區(qū)域內(nèi)，通常認為其劇烈程度足以引起機組破壞），如果長時間未發(fā)現(xiàn)極有可能造成機封泄漏，發(fā)生火災事故。所以，日常對機泵的潤滑油、封油、冷卻水的檢查以及狀態(tài)監(jiān)測尤為重要，是保障設(shè)備安全運行的基礎(chǔ)。