鍋爐給水泵振動異常原因分析與處理

林國軍

（西南油氣田分公司重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠，重慶 404300）

0 引言

重慶天然氣凈化總廠忠縣分廠的鍋爐給水泵，主要是為蒸汽鍋爐及生產(chǎn)裝置硫磺回收單元提供鍋爐上水。自2005 年投運(yùn)至今，已連續(xù)運(yùn)行15 年，期間更換了部分給水泵，但近幾年泵的振動值不斷增大，已影響了安全運(yùn)行。全面分析這種異常情況，逐步排除，最后找到了問題根源，采取有效措施徹底解決。

1 鍋爐給水泵情況

1.1 基本情況

忠縣分廠共有4 臺鍋爐給水泵，均為DGAJ 系列臥式多級離心泵，軸向力依靠平衡盤和平衡管平衡，兩端靠單面機(jī)械密封阻斷內(nèi)部介質(zhì)外漏，工作介質(zhì)為循環(huán)水，溫度100 ℃，操作壓力1.5 MPa，排量25 m3/h，均安裝在凝結(jié)回水箱的撬內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)框架上（圖1），隨著運(yùn)行時間增加，振動不斷增大，故障頻發(fā)。

圖1 鍋爐給水泵工作環(huán)境

1.2 工作方式

鍋爐給水泵介質(zhì)的來源主要是補(bǔ)充新鮮水（經(jīng)過軟化、除鹽、除氧，達(dá)到工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求）和系統(tǒng)中的凝結(jié)回水。經(jīng)過給水泵的多級增壓，達(dá)到工藝系統(tǒng)需要的操作指標(biāo)，輸送至2 臺蒸汽鍋爐和生產(chǎn)現(xiàn)場硫磺回收單元的廢熱鍋爐，必須連續(xù)24 h 不間斷運(yùn)行。

2 鍋爐給水泵運(yùn)行現(xiàn)狀和原因分析

2.1 運(yùn)行現(xiàn)狀

現(xiàn)場鍋爐給水泵運(yùn)行時，測量前后端軸承及地腳螺栓振動值嚴(yán)重超標(biāo)（表1），使用聽針仔細(xì)聽取轉(zhuǎn)動部位、測量溫度、紅外線成像儀查看以及地腳螺栓情況等均正常。

表1 振動值對比 mm/s

2.2 原因分析

根據(jù)日常處理情況，主要從機(jī)泵自身、機(jī)泵連接部位、介質(zhì)等方面分析原因。針對這些可能原因，一一進(jìn)行驗(yàn)證。首先是對于機(jī)泵自身問題，對振動較大的一臺泵進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)配合尺寸、配件均完好。全部更換磨損部件，試運(yùn)行時依然振動異常，且與檢修之前沒有多大變化。檢查所有連接部位、找正尺寸均符合要求。最后是介質(zhì)的驗(yàn)證，查看以往參數(shù)記錄，結(jié)合給水泵的介質(zhì)工況從未改變的情況，排除介質(zhì)原因。雖然介質(zhì)汽化對泵的運(yùn)行有影響，但不是此次振動異常的根本原因。

通過以上原因排除，結(jié)合在同一個撬裝結(jié)構(gòu)內(nèi)的2 臺鍋爐給水泵均振動異常，找到引起振動異常直接原因是支撐泵的撬裝鋼結(jié)構(gòu)與水泥面結(jié)合不完全，導(dǎo)致2 臺泵支撐面部分懸空。根本原因是水泥面長期積水，導(dǎo)致與水泥面接觸的鋼結(jié)構(gòu)面腐蝕而懸空，最終表現(xiàn)是在同一個撬內(nèi)的2 臺給水泵運(yùn)行時振動值都嚴(yán)重偏大。

3 對策

為不影響生產(chǎn)，采取對兩處并列運(yùn)行的撬裝內(nèi)4 臺鍋爐給水泵（每個撬裝內(nèi)2 臺）分批整改，編制切實(shí)可行的整改方案并嚴(yán)格把控每個施工環(huán)節(jié)，確保試運(yùn)行合格。

3.1 編制整改方案

根據(jù)現(xiàn)場勘查，為確保安全、快速、簡便解決此問題，成立整改小組。先對室內(nèi)的撬裝給水泵進(jìn)行整改，待試運(yùn)行正常后，再對室外的給水泵進(jìn)行整改。經(jīng)過多次討論和推演，最后確定的方案大致工序是拆除2 臺給水泵（包括電機(jī)、機(jī)座）→檢查保養(yǎng)給水泵（包括軸承、聯(lián)軸器、冷卻系統(tǒng)等）→剔除舊水泥→預(yù)埋鋼筋網(wǎng)和定位錨筋→鋼結(jié)構(gòu)找水平并與錨筋焊接→采用C25 標(biāo)號混泥土澆筑→養(yǎng)護(hù)合格后安裝泵和電機(jī)→試運(yùn)行驗(yàn)收。

3.2 現(xiàn)場整改

根據(jù)施工方案，拆除2 臺給水泵后，剔除舊水泥面深度約100 mm，鉆Φ80×150 預(yù)埋孔，間距在250～300 mm。使用純水泥進(jìn)行清洗，對于預(yù)埋的錨筋選擇L 型尺寸為Φ12×250，選用Φ12 的鋼筋制作鋼筋網(wǎng)。使錨筋、鋼筋網(wǎng)和撬裝鋼架三者之間通過焊接形式固定（圖2），同時將機(jī)泵的地腳螺栓一并固定，最后統(tǒng)一采用C25 的混凝土整體一次性澆筑成型（圖3），進(jìn)行不少于15 d 的養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)合格后將泵和電機(jī)安裝至固定的地腳螺栓位置，采用百分表進(jìn)行找正，確保具備試運(yùn)條件。

圖2 錨筋與鋼筋網(wǎng)預(yù)制

圖3 澆筑成型

3.3 試運(yùn)行

具備試運(yùn)行條件后，嚴(yán)格按照SHS 01013—2004《離心泵維護(hù)檢修規(guī)程》標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行不少于24 h 的試運(yùn)行?，F(xiàn)場溫度、電流、出口壓力等各項(xiàng)參數(shù)均正常，特別是軸承最大振動值降低近6 倍（表2），振動異常的問題得到徹底解決。同時對室外的2 臺鍋爐給水泵進(jìn)行整改，振動情況得到徹底改善。

表2 整改前后振動值對比 mm/s

4 結(jié)論

本次鍋爐給水泵振動異常的排除過程，為轉(zhuǎn)動設(shè)備原因分析提供了有價值的參考經(jīng)驗(yàn)，為故障排查提供了可借鑒思路。隨著現(xiàn)代化工廠結(jié)構(gòu)緊湊的設(shè)計，撬裝設(shè)備的投入將會不斷增加，撬內(nèi)的轉(zhuǎn)動設(shè)備也將隨之增多。因此機(jī)泵支撐面的設(shè)計、使用、維護(hù)將尤為重要，這樣才能更好保證設(shè)備長周期運(yùn)行，為工廠發(fā)展提供源源不竭的動力。