機泵振動狀態(tài)監(jiān)測提升設備預知維修管理水平

宋麗麗

（玉門油田分公司煉油化工總廠，甘肅酒泉 735200）

1 離心泵振動超標的危害

根據(jù)JB/T 8097—1999 中華人民共和國機械行業(yè)標準《泵的振動測量與評價方法》，按泵的中心高和轉(zhuǎn)速將泵分為4 類，機泵振動烈度評定等級劃分為4 個區(qū)域，即A、B、C、D。根據(jù)《煉化企業(yè)提高機泵運行水平和本職安全指導意見》規(guī)定：A 區(qū)為新交付使用的泵，應達到的狀態(tài)或優(yōu)良狀態(tài)；B 區(qū)為泵可以長期運行或合格狀態(tài)；C 區(qū)為泵尚可短期運行但必須采取相應治理措施；D 區(qū)為泵不允許運行狀態(tài)。當機泵振動到達C 區(qū)和D 區(qū)時，將會出現(xiàn)振動超標，并對機泵產(chǎn)生一定危害。

2 機泵的狀態(tài)監(jiān)測

機泵占有非常重要的地位，也可以稱之為裝置的心臟，機泵運行能否在安全可靠的情況下進行，不僅對裝置正常生產(chǎn)起著十分關(guān)鍵作用，對裝置長周期的運行，以及節(jié)能降耗也同樣有著重要意義。因此，努力確保平隱安全的運行是維護檢修工作重要的內(nèi)容之一[1]。

按照煉化板塊“推行設備可靠性管理的要求”，玉門煉廠的機泵監(jiān)測全部采用離線方式，離線檢測儀器43 臺，設置轉(zhuǎn)動設備離線監(jiān)測平臺，在全廠推行轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)檢測全覆蓋，機、管、操人員全覆蓋的管理要求，確保在用轉(zhuǎn)動設備運行可控。

3 設備預知維修

玉門煉廠在2003 年第一次實行“三年一修”大檢修之前，換熱器泄漏故障、大型機組經(jīng)常性停機、全廠電力系統(tǒng)停電、公用系統(tǒng)停風停水以及因儀表故障引起的事故事件等，幾乎每月都在發(fā)生，維修人員進行連班加點搶修已經(jīng)成為常態(tài)化工作。而今天的煉廠，一年出現(xiàn)一兩次有計劃的搶修都讓各級管理人員無法接受。因此，對于現(xiàn)代化煉化企業(yè)，事后維修沒有生存空間。

玉門煉廠在2004 年提出了“監(jiān)測為先、預防為主，及時維護、主動檢修”的預防性維修管理理念，亦非常重視預知性維修工作的開展。尤其在轉(zhuǎn)動設備管理方面，不斷探索預知性維修模式的建立及實踐，且近幾年在全廠建立了轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)檢測三級監(jiān)測體系，設置轉(zhuǎn)動設備離線監(jiān)測平臺，大量購置設備點檢儀、智能巡檢診斷分析儀，針對設備運行不同的振動、溫度、軸承狀態(tài)值，分別采取改善潤滑、加強冷卻、重新對中找正、葉輪轉(zhuǎn)子進行動靜平衡、停機檢修等手段，有效對轉(zhuǎn)動設備進行設備狀態(tài)監(jiān)測和預知性維修工作[2]。

4 機泵振動原因及典型案例分析

結(jié)合機泵結(jié)構(gòu)形式、工作原理及操作工況，分析引起機泵振動的主要原因。

4.1 泵軸原因

泵軸引起機泵振動的主要原因有3 方面：①泵長時間不用時引起泵軸彎曲，再次使用時傳動部件會出現(xiàn)動態(tài)不平衡、發(fā)生摩擦，便會出現(xiàn)不同程度的振動；②葉輪受輸送介質(zhì)沖擊影響，會使泵軸負荷加大，造成振動；③軸端與葉輪、聯(lián)軸器連接間隙過大，引起軸向工作竄動量動態(tài)調(diào)節(jié)不當，造成泵軸過量竄動，引起軸承振動[3]。

4.2 葉輪原因

運行中，葉輪口環(huán)和泵體之間、葉輪和隔板間隙、葉輪和軸套端面間隙等不當，均會產(chǎn)生摩擦和碰撞，引起振動。如柴油改質(zhì)分餾塔底泵P-503/2 泵軸承箱驅(qū)動端水平振動超標，2019 年10 月21 日達到5.4 mm/s。通過頻譜圖分析，時域波形近似為等幅正弦波，頻譜圖主要是1 倍頻，可能是由于轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動超標。

故障原因：解體檢查發(fā)現(xiàn)葉輪靜不平衡，機修車間做葉輪靜平衡試驗。

4.3 泵基礎(chǔ)原因

基礎(chǔ)地腳螺栓松動、機泵和電機與鋼結(jié)構(gòu)支架接觸面切合不實等都會加劇機泵的運行振動。如重整液態(tài)烴泵P-202/2 軸承箱水平振動在拆修前最高達到9.0 mm/s，通過圖譜分析：頻譜圖1 倍頻為主，伴有高次諧波，分析可能是轉(zhuǎn)子不平衡或者軸彎曲，高次諧波幅值較小，此時機械松動特征不是很明顯。

故障原因：經(jīng)拆修發(fā)現(xiàn)軸有彎曲情況，葉輪靜不平衡。經(jīng)處理后，泵開啟后水平振動最高達到14.3 mm/s。通過圖譜分析：頻譜圖以1 倍頻為主，伴有2、3、4、5、6 倍頻，高次諧波振幅超過轉(zhuǎn)頻振幅的1/2，分析可能是由于泵連接松動。

4.4 軸承及潤滑原因

軸承選型不合適、軸承滾動接觸不良、軸承間的磨損、潤滑油選型不當都會造成軸承工況惡化，引起機泵振動。如常減壓車間減三減三中泵P-121/2 軸承箱垂直方向振動最高達到6.7 mm/s，通過頻譜圖分析：頻譜圖以3、6 倍頻為主，軸承包絡圖表現(xiàn)為滾動體故障特征頻率，分析可能是由于軸承滾動體有磨損。

故障原因：2019 年11 月21 日經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)軸承磨損，游隙過大。

4.5 其他原因

聯(lián)軸器靜平衡或動平衡不良，聯(lián)軸器對稱性破壞，或電機轉(zhuǎn)子動平衡差、介質(zhì)流動時對泵體的摩擦和沖擊，泵體內(nèi)壓力脈沖等原因，也是引起機泵振動的原因。

5 機泵振動風險管控措施

5.1 加強機泵狀態(tài)檢測管理

要求各屬地單位機泵操作工用VM63（或BH550）測振儀開展機泵運行監(jiān)測，每天對運行機泵進行1 次全面檢測巡檢且做好檢查記錄，遇到異常情況根據(jù)設備重要程度及時聯(lián)系屬地單位設備管理人員和機修維修人員開展診斷工作。

要求各屬地單位設備技術(shù)人員用VM63（或BH550）測振儀開展機泵運行監(jiān)測，每天對運行機泵進行1 次離線檢測，每周一18：00 前將上周監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總，監(jiān)測數(shù)據(jù)以本周實測最高值上報機動科。

運維單位機修車間巡檢人員每周用VM63（或BH550）測振儀對全廠運行機泵進行1 次全面狀態(tài)檢測巡檢且做好記錄，遇到異常情況根據(jù)設備重要程度及時聯(lián)系屬地單位設備管理人員和機修技術(shù)人員開展診斷工作。

運維單位機修車間技術(shù)主管帶領(lǐng)技術(shù)人員每周用VM63（或BH550）測振儀對全廠塔底泵及高危泵進行1 次全面狀態(tài)檢測巡檢且做好檢查記錄，每周一18：00 前將上周監(jiān)測數(shù)據(jù)進行匯總，且出具分析報告，對振動超標設備及時與屬地單位溝通處理解決。

機動科轉(zhuǎn)動設備管理崗位及時匯總每周運行機泵的振動數(shù)據(jù)，組織機修技術(shù)主管、技術(shù)人員對振動監(jiān)測數(shù)據(jù)超標的屬地單位設備進行現(xiàn)場會診，幫助屬地單位分析問題，提出解決問題的短期、長期治理方案，同時利用中油即時通平臺及時將問題進行通報。

5.2 最差機泵攻關(guān)治理

根據(jù)煉化板塊2019 年設備工作要點及上半年HSE 體系審核檢查的重點，玉門煉廠組織開展了高失效泵（檢修頻次高機泵）排查，本著幫助各車間解決影響機泵長周期運行“老、大、難”問題的目的，開展高故障率機泵攻關(guān)工作。大檢修期間計劃對全廠23 臺高故障率的機泵進行整體更換，水處理車間7 臺，催化車間5 臺，常壓車間5 臺，焦化車間4 臺，重整車間2 臺。切實提高設備的本質(zhì)安全性，為全廠的長周期安全平穩(wěn)運行打下堅實的基礎(chǔ)。

常減壓車間P-104、P-106、P-107、P-111、P-115 由于工藝管道振動引起振動超標，大檢修期間已委托西安交大進行振動分析，對泵進出口管線進行加固。應用加固措施后，機泵振動由C、D 區(qū)降至B 區(qū)。

5.3 嚴格管控設備振動的ABCD 狀態(tài)

基于機泵離線狀態(tài)監(jiān)測為基礎(chǔ)的設備預知維修管理，就是獲取處理設備的大量數(shù)據(jù)信息，首先將振動處于C、D 區(qū)域的機泵振動大的原因通過數(shù)據(jù)分析診斷定案，保證全廠機泵振動處于A、B 區(qū)域，提高設備本質(zhì)安全水平。

5.3.1 玉門煉廠要求

總結(jié)這一階段轉(zhuǎn)動設備的管理模式，通過不同層次的巡檢及狀態(tài)監(jiān)測，機泵的運行效果在逐步提升，但距離同行業(yè)還有很大差距。目前煉化板塊27 家煉化企業(yè)共對72 085 臺機泵進行了測振，其中振動烈度等級為A、B、C、D 級的機泵數(shù)量分別占機泵監(jiān)測總數(shù)的52.60%、46.02%、1.25%、0.13%，也就是說98.62%的機泵振動級別達到B 級以上，全廠目前B 級以上僅為91.98%。

面對壓力，提出了在2020 年實現(xiàn)機泵振動級別達到B 級以上98%的管理目標：①對振動處于區(qū)域D 的機泵，要在振動狀態(tài)整改中首先消除；②對于振動處于區(qū)域C 的機泵，由于機器振動速率的有效值不正常，已經(jīng)不適合繼續(xù)使用，只能維持有限的一段使用時間，建議在下次維護中進行檢測維修，或者有計劃地進行維修，振動處于區(qū)域C 的機泵也同樣要嚴格管控，在振動狀態(tài)整改中，逐漸消除，使全廠機泵的運行狀態(tài)處于A、B區(qū)域，利用預知維修的理念管控設備的振動狀態(tài)，使設備的完好狀態(tài)大幅度提升，極大降低機泵的故障率；③要求出現(xiàn)超標運行情況后，車間設備管理人員應積極應對，協(xié)同車間生產(chǎn)部門、機修車間、機動科等有關(guān)單位查找原因，制定解決方案，不得消極拖延，機動科將嚴加考核。

5.3.2 玉門煉廠機泵運行情況

2019 年檢修后全廠實際離線監(jiān)測設備201 臺（塔底泵、高危泵）：南區(qū)105 臺，北區(qū)96 臺，停運23 臺；運行在B 區(qū)以內(nèi)159 臺，占比79.10%；處于C 區(qū)26 臺，占比12.94%；處于D 區(qū)16 臺，占比7.96%。

2019 年11 月對全廠運行機泵208 臺（其中高危泵85 臺）進行離線監(jiān)測匯總：運行在B 區(qū)以內(nèi)194 臺，占比93.27%；處于C 區(qū)13 臺，占比6.25；處于D 區(qū)1 臺，占比0.48%。

可以看出，玉門煉廠機泵振動超標情況整體呈持續(xù)下降趨勢，檢修后通過一個半月時間的機泵振動超標治理，振動超標機泵大幅下降了66.67%，后續(xù)將會繼續(xù)開展振動長期超標機泵的攻關(guān)工作，計劃運行在B 區(qū)以內(nèi)的機泵占比達到98%。

5.4 操作及其他

（1）工藝操作。進行啟停及切換操作時，嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，避免抽空、氣蝕、氣縛等情況發(fā)生。

（2）盤車。對停運離心泵定期進行盤車，避免泵軸彎曲或變形。

（3）軸管路及濾器。定期對管路及濾器進行清理，避免物料沉積或堵塞。

6 結(jié)束語

玉門煉廠運用轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)，通過加強日常離線電子化巡檢，找出故障原因，進行故障診斷，實現(xiàn)了全廠轉(zhuǎn)動設備狀態(tài)的全面、有效監(jiān)控，有效避免了事故的發(fā)生，有針對性地維修節(jié)約了大量的維護費用，節(jié)約了人力資源，取得了明顯的經(jīng)濟效益，全面提升了設備預知維修管理水平。