機(jī)泵單機(jī)試運(yùn)常見(jiàn)問(wèn)題的處置

張 良

（河南龍宇煤化工有限公司，河南商丘 476600）

0 引言

機(jī)泵設(shè)備是化工裝置設(shè)備的主體，也是設(shè)備管理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。單機(jī)試運(yùn)是工程建設(shè)過(guò)程中聯(lián)動(dòng)試車、進(jìn)料投產(chǎn)之前的一個(gè)重要階段，通過(guò)單機(jī)試運(yùn)，可以綜合反映出機(jī)泵設(shè)備選型、設(shè)計(jì)、制造、檢驗(yàn)、安裝、調(diào)整各個(gè)環(huán)節(jié)中的工作質(zhì)量，也可以反映出工藝管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、清理、吹掃、試驗(yàn)、檢驗(yàn)質(zhì)量。另外，單機(jī)試運(yùn)還可以檢驗(yàn)設(shè)備安裝和配管各專業(yè)之間的配合工作協(xié)調(diào)程度。與設(shè)備相關(guān)的供電、配電、控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中各電氣設(shè)備和控制設(shè)備的設(shè)計(jì)、選型、安裝、調(diào)整、試驗(yàn)、試運(yùn)行工作質(zhì)量等各因素，都可以在試運(yùn)過(guò)程中得到檢驗(yàn)。因此，單機(jī)試運(yùn)是工程項(xiàng)目中承上啟下的關(guān)鍵一步，只有做好這一環(huán)節(jié)才能確保后續(xù)試車投產(chǎn)工作順利進(jìn)行。

1 單機(jī)試運(yùn)的四道防線

要做好單機(jī)試運(yùn)工作，必須有預(yù)見(jiàn)性地設(shè)置好防線，提前把可能出現(xiàn)的各種問(wèn)題找到并解決，避免前期的問(wèn)題延續(xù)影響到后期。這四道防線分別是：在機(jī)泵設(shè)備廠家的出廠測(cè)試驗(yàn)收；管線系統(tǒng)與機(jī)泵設(shè)備的無(wú)應(yīng)力連接；機(jī)泵設(shè)備的軸承箱和供油系統(tǒng)檢查沖洗；供電、配電、控制等系統(tǒng)的檢查、試驗(yàn)和試運(yùn)行。在防線的保護(hù)下，機(jī)泵設(shè)備的單機(jī)試運(yùn)工作就能夠步步為營(yíng)，最終順利進(jìn)行。

1.1 第一道防線：出廠測(cè)試驗(yàn)收

機(jī)泵設(shè)備單機(jī)試運(yùn)的第一道防線是在機(jī)泵設(shè)備廠家的出廠測(cè)試驗(yàn)收。作為所有化工工程試車的第一個(gè)步驟，供貨廠家必須按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，提交詳盡的出廠測(cè)試方案，供業(yè)主和監(jiān)理審批。測(cè)試內(nèi)容必須依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如API610 或API617 或API618的要求，做到面面俱到。業(yè)主需要派遣有經(jīng)驗(yàn)的機(jī)泵工程師，對(duì)整個(gè)測(cè)試過(guò)程進(jìn)行全程不間斷監(jiān)督檢查、嚴(yán)格把關(guān)，確保所有指標(biāo)必須符合標(biāo)準(zhǔn)要求。若有問(wèn)題，必須在廠家車間里得到滿意的解決，禁止設(shè)備帶病出廠，不能將問(wèn)題遺留到工程現(xiàn)場(chǎng)安裝、試運(yùn)等后續(xù)過(guò)程。由于工程現(xiàn)場(chǎng)條件有限，所以這一道防線必須筑牢，充分利用制造車間的優(yōu)勢(shì)解決各類問(wèn)題。測(cè)試運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間必須足夠長(zhǎng)，否則可能會(huì)造成一些問(wèn)題無(wú)法暴露。

1.2 第二道防線：無(wú)應(yīng)力連接

單機(jī)試運(yùn)的第二道防線是管線系統(tǒng)與機(jī)泵設(shè)備的無(wú)應(yīng)力連接。無(wú)應(yīng)力連接是保證設(shè)備安裝、調(diào)整精度的需要，更是對(duì)配管專業(yè)的要求。這一工作既涉及到配管專業(yè)與設(shè)備安裝專業(yè)的無(wú)間隙配合，以及不同工種之間的相互監(jiān)督。在實(shí)際工程建設(shè)中，無(wú)應(yīng)力連接往往在現(xiàn)場(chǎng)引起很多爭(zhēng)甚至是激烈的爭(zhēng)論。不少配管作業(yè)隊(duì)不理會(huì)規(guī)范要求，自行其是，導(dǎo)致工程出現(xiàn)大量糾偏和整改工作。

必須堅(jiān)決把住管道與機(jī)泵的無(wú)應(yīng)力連接這一關(guān)，否則機(jī)泵軸線會(huì)在管線強(qiáng)拉硬拽的巨大應(yīng)力作用下遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正確位置，造成機(jī)泵振動(dòng)。因此，在機(jī)泵設(shè)備啟動(dòng)前，一定要復(fù)查一遍驅(qū)動(dòng)機(jī)和被驅(qū)動(dòng)機(jī)的同心度，防止同心度由于其他因素影響而發(fā)生了較大變化。必要時(shí)要對(duì)同心度進(jìn)行調(diào)整，而后立即啟動(dòng)。

1.3 第三道防線：油系統(tǒng)檢查沖洗

機(jī)泵設(shè)備的軸承箱和供油系統(tǒng)檢查沖洗是單機(jī)試運(yùn)的第三條防線。大機(jī)組的獨(dú)立強(qiáng)制潤(rùn)滑供油系統(tǒng)的油沖洗,普遍受到大家的重視。但是一般機(jī)泵的軸承箱和潤(rùn)滑系統(tǒng)的檢查和清理比較容易被忽視。實(shí)際上，即便它們?cè)诔鰪S時(shí)非常干凈，在出廠后經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸和安裝現(xiàn)場(chǎng)的長(zhǎng)期擱置后也會(huì)受到污染，因此油系統(tǒng)的檢查沖洗是機(jī)泵設(shè)備試運(yùn)的必備防線。

油系統(tǒng)檢查時(shí)遇到的常見(jiàn)問(wèn)題包括：軸承甩油環(huán)的位置不正確，軸承沒(méi)有安裝正確到位，軸承箱內(nèi)有硬顆粒異物，軸承箱夾套冷卻器內(nèi)部是否干凈，翅片式冷卻器的翅片是否潔凈，軸承箱內(nèi)是否由于過(guò)長(zhǎng)時(shí)間存放出現(xiàn)銹蝕等。需逐項(xiàng)確認(rèn)是否存在此類問(wèn)題。

軸承箱內(nèi)部還要用潤(rùn)滑油進(jìn)行沖洗。軸承箱內(nèi)的潤(rùn)滑油運(yùn)行幾百個(gè)小時(shí)后要進(jìn)行更新，以排出初期運(yùn)行所產(chǎn)生的磨合異物。生產(chǎn)廠家與使用單位不同的氣候條件也會(huì)對(duì)設(shè)備造成影響。例如，如果機(jī)泵廠家位于我國(guó)南方，而用戶位于北方或國(guó)外寒冷地區(qū)，要特別注意檢查機(jī)泵殼體底部和冷卻夾套等部位是否殘留有廠內(nèi)試車的水分。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中有水殘留要及時(shí)進(jìn)行排除，避免意外結(jié)冰損壞。

1.4 第四道防線：各系統(tǒng)的檢查、試驗(yàn)、試運(yùn)行

最后一道防線是對(duì)設(shè)備供電、配電、控制系統(tǒng)進(jìn)行檢查、試驗(yàn)和試運(yùn)行。此項(xiàng)工作是否做好可以直接決定機(jī)泵設(shè)備啟動(dòng)、試運(yùn)的成敗。

如果控制系統(tǒng)有問(wèn)題，可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)泵設(shè)備出現(xiàn)反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)速偏低、聲音和振動(dòng)異常等問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法帶負(fù)荷甚至無(wú)法啟動(dòng)。軟啟動(dòng)或變頻器等部位也需要檢查，防止出現(xiàn)故障導(dǎo)致啟動(dòng)失敗。

對(duì)電氣系統(tǒng)的試驗(yàn)驗(yàn)證用于保證連鎖保護(hù)能夠發(fā)揮作用，否則會(huì)造成設(shè)備故障損壞或者人身傷害。因此，電氣系統(tǒng)的檢查及試運(yùn)行工作必須提前按照工作程序和標(biāo)準(zhǔn)一步不落地完成。這是機(jī)泵設(shè)備單機(jī)試運(yùn)能夠開(kāi)始的先決條件。

2 機(jī)泵單機(jī)運(yùn)行常見(jiàn)問(wèn)題具體分析

當(dāng)設(shè)備使用單位根據(jù)有關(guān)工程建設(shè)和試車投產(chǎn)規(guī)范，完成了機(jī)泵設(shè)備單機(jī)試運(yùn)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作之后，下一步將進(jìn)行正式的單機(jī)試運(yùn)工作。根據(jù)設(shè)備管理行業(yè)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，單機(jī)試運(yùn)中最容易出現(xiàn)的問(wèn)題包括啟動(dòng)困難、軸承箱溫度過(guò)高、振動(dòng)偏高以及流體參數(shù)異常等。

2.1 啟動(dòng)困難

啟動(dòng)困難是機(jī)泵設(shè)備單機(jī)試運(yùn)過(guò)程中經(jīng)常碰到的一個(gè)問(wèn)題，此問(wèn)題的原因可能來(lái)源于驅(qū)動(dòng)機(jī)方和被驅(qū)動(dòng)機(jī)方兩個(gè)方面。

首先是驅(qū)動(dòng)機(jī)方面出現(xiàn)的問(wèn)題，比如軟啟動(dòng)出現(xiàn)故障，電機(jī)缺相啟動(dòng)，或者三相嚴(yán)重不平衡，造成動(dòng)力功率不足，這個(gè)時(shí)候啟動(dòng)過(guò)程中聲音和振動(dòng)都很異常，啟動(dòng)肯定會(huì)歸于失敗。

其次是被驅(qū)動(dòng)機(jī)方面出現(xiàn)的問(wèn)題，例如水平安裝的多級(jí)泵，工作溫度高于或低于常溫，在暖泵或預(yù)冷過(guò)程中無(wú)法做到泵內(nèi)溫度場(chǎng)均勻分布，機(jī)泵轉(zhuǎn)子發(fā)生彎曲，使得轉(zhuǎn)子和靜子之間出現(xiàn)摩擦、卡澀，盤(pán)車異常困難，更談不上啟動(dòng)。這里尤其要注意的一點(diǎn)是，在高溫或低溫狀態(tài)下工作的多級(jí)泵應(yīng)盡量選用立式安裝的型號(hào)或者立式安裝的單級(jí)高速泵，這樣只要保證設(shè)備的垂直度就可以較好地解決泵內(nèi)溫度場(chǎng)均勻分布和排氣順暢的問(wèn)題，機(jī)泵轉(zhuǎn)子不會(huì)彎曲，更不會(huì)出現(xiàn)啟動(dòng)困難。較大的機(jī)泵如果啟動(dòng)電流過(guò)大，多數(shù)情況下與回流閥開(kāi)度過(guò)大有關(guān)，而出口壓力太高一般是因?yàn)榛亓鏖y開(kāi)度過(guò)小。比較小的機(jī)泵，也出現(xiàn)過(guò)由于對(duì)中同心度過(guò)差造成啟動(dòng)、運(yùn)行電流過(guò)大，電機(jī)熱保護(hù)動(dòng)作而試運(yùn)失敗的先例。

此外，在機(jī)泵工作介質(zhì)黏度較大、易于結(jié)晶或者進(jìn)口壓力較大時(shí)，機(jī)泵需要的動(dòng)力裕度較大，如果選型計(jì)算時(shí)不注意，選定的電機(jī)功率不足同樣會(huì)造成啟動(dòng)、運(yùn)行電流過(guò)大，電機(jī)熱保護(hù)動(dòng)作而試運(yùn)失敗，無(wú)法繼續(xù)運(yùn)行下去。

2.2 軸承箱溫度過(guò)高

軸承箱溫度高也是工程現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題。需要注意的是，不但要密切關(guān)注軸承箱所能達(dá)到的溫度值，更要留意工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的環(huán)境溫度和軸承箱的溫升差值。如果環(huán)境溫度本身偏低，軸承箱允許溫度值要在溫升差值不變的前提下適當(dāng)下調(diào)。軸承箱溫度過(guò)高通常有下述起因。首先是異物問(wèn)題，軸承箱內(nèi)部不干凈，有砂礫或者鐵銹，使得摩擦加劇。再者，如果潤(rùn)滑油被水或者其他沖洗液體污染或者流量不足，也就難以起到潤(rùn)滑、降溫作用。若潤(rùn)滑油臨時(shí)更換，潤(rùn)滑油黏度過(guò)大或過(guò)小，也是選擇不當(dāng)?shù)脑蛑弧?/p>

機(jī)泵軸承裝配中出現(xiàn)問(wèn)題，加熱或推進(jìn)時(shí)使得軸承受到過(guò)大應(yīng)力作用，出現(xiàn)損傷，或者在運(yùn)輸過(guò)程中，機(jī)泵出現(xiàn)過(guò)大顛簸、傾斜，使得甩油環(huán)脫離正確位置，無(wú)法給軸承提供潤(rùn)滑油，都會(huì)造成軸承箱溫度過(guò)度升高，直至損壞，所以機(jī)泵啟動(dòng)前，有必要確認(rèn)甩油環(huán)位置正確。

2.3 振動(dòng)偏高

振動(dòng)偏高是第三個(gè)頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題，并且可能的影響因素也確實(shí)很多，這里需要首先對(duì)比現(xiàn)場(chǎng)單機(jī)試運(yùn)和廠家出廠測(cè)試的數(shù)據(jù)記錄，盡量縮小范圍，盡早聚焦關(guān)鍵因素。

根據(jù)單機(jī)試運(yùn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最有可能頻繁出現(xiàn)的問(wèn)題就是管線支撐不當(dāng)，或者在管線和機(jī)泵法蘭對(duì)接時(shí)應(yīng)力過(guò)大從而造成機(jī)泵軸線遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正確位置。進(jìn)出口管線架空、管線和機(jī)泵法蘭對(duì)口偏差過(guò)大、機(jī)泵四角調(diào)整不好地腳螺栓把緊力差別過(guò)大、連接螺栓松動(dòng)、軸承出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)造成振動(dòng)偏高。

當(dāng)介質(zhì)工作溫度高于或低于常溫時(shí)，如管線膨脹或收縮受阻，有可能嚴(yán)重加劇管線和機(jī)泵法蘭對(duì)接應(yīng)力，使得振動(dòng)飆升。當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)問(wèn)題時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行頻譜分析和瀑布圖分析，了解振動(dòng)頻率的分布。根據(jù)振動(dòng)幅度和頻率隨時(shí)間和速度變化的趨勢(shì)，推算出振動(dòng)的階次特征和共振特征，確定振動(dòng)的性質(zhì)。而后針對(duì)各種振動(dòng)影響因素，采取干涉—驗(yàn)證的辦法逐個(gè)確定它們對(duì)當(dāng)前振動(dòng)的影響程度，找到對(duì)振動(dòng)影響最大的根源性因素，并采取有針對(duì)性的措施，就可以解決振動(dòng)問(wèn)題。

2.4 流體參數(shù)

流體參數(shù)異常是單機(jī)試運(yùn)中最后一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，一般與單機(jī)試運(yùn)流程設(shè)置、流程中各個(gè)設(shè)備是否工作正常密切相關(guān)。

結(jié)合機(jī)泵的流量—壓力性能曲線，通過(guò)對(duì)機(jī)泵運(yùn)行參數(shù)的嚴(yán)密監(jiān)測(cè)和記錄分析，可了解試運(yùn)設(shè)備的各方面狀態(tài)。機(jī)泵運(yùn)行中流量逐漸減少，很有可能是進(jìn)口管線和設(shè)備沒(méi)有清理干凈，進(jìn)口過(guò)濾器發(fā)生阻塞所致。機(jī)泵出口壓力逐漸升高，則可能是出口換熱器、過(guò)濾器凍堵或其他設(shè)備堵塞所致。如果離心泵進(jìn)口管路系統(tǒng)存在倒U 形彎曲，在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)由于氣穴造成泵的流量和壓力大幅波動(dòng)。多級(jí)離心泵水平安裝泵內(nèi)氣體排不凈時(shí)，也會(huì)有相同情況。如果機(jī)泵機(jī)殼里的流體溫度異常升高，很有可能是介質(zhì)流量過(guò)小。如果往復(fù)式壓縮機(jī)進(jìn)出口氣閥處流體溫度異常升高，很可能是這個(gè)氣閥發(fā)生了內(nèi)漏。如果離心式壓縮機(jī)在溫度偏高時(shí)發(fā)生喘振，那么很由可能是因?yàn)檗D(zhuǎn)速偏低、不足以支撐這時(shí)候壓縮機(jī)的輸出壓力。研究、處理機(jī)泵設(shè)備單機(jī)試運(yùn)中的各類問(wèn)題時(shí)，必須和流程、機(jī)泵的特性相結(jié)合，才能有所斬獲。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在機(jī)泵的單機(jī)試運(yùn)階段，只要守住四道防線，超前謀劃好四大問(wèn)題的預(yù)防和解決，就可以通過(guò)單機(jī)試運(yùn)消除下一步試車投產(chǎn)的各種隱患，確保整個(gè)系統(tǒng)尤其是機(jī)泵設(shè)備的高度可靠性，實(shí)現(xiàn)進(jìn)料投產(chǎn)一次成功和化工裝置的安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)運(yùn)轉(zhuǎn)，為提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。