催化裂解裝置油漿泵配件國產(chǎn)化改造

孟亮，訾悅(中海石油寧波大榭石化有限公司，浙江 寧波 315800)

0 引言

大榭石化催化裂解裝置(DCC)分餾塔循環(huán)油漿泵P-208AB是催化裂解裝置的分餾單元關鍵設備，為開一備一，共計2臺，由勞倫斯公司制造。該泵的規(guī)格型號為14×16×27 HP×6000；流量為1 300 m3/h，揚程為100 m；入口壓力0.19 MPa，介質(zhì)為油漿；溫度330 ℃。油漿泵P-208AB自2019年6月投用以來，兩臺油漿泵非驅(qū)動端軸承箱油封先后出現(xiàn)潤滑油泄漏和甩油環(huán)磨損問題。拆修更換油封后運行約90 d又出現(xiàn)泄漏問題，拆修檢查軸承箱潤滑油發(fā)現(xiàn)，里面含有大量鋁屑，導致該油漿泵無法正常安全運行。該油漿泵的高頻率切換維修，不僅對裝置的安全、長周期運行帶來一定制約，更重要的是不符合公司長期以來制定的降本增效重要工作任務，對催化裂解裝置的安全及長周期運行造成嚴重影響。

1 原軸承系統(tǒng)

油漿泵原軸承(型號：22232CC/W33/C3)保持架采用不銹鋼半封閉式型式，其結構圖如圖1所示。

圖1 油漿泵軸承結構圖

2 原軸承、甩油環(huán)失效主要原因

通過對油漿泵軸承失效時拆修及軸承拆解分析，發(fā)現(xiàn)引起軸承損壞、甩油環(huán)磨損失效的原因主要有以下三個方面：

(1)制造廠對軸承軸向位移量計算存在誤差。針對催化裂解裝置油漿泵(120-P208A/B)運行期間出現(xiàn)的問題，經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)，油漿泵(120-P208AB)非驅(qū)動端油封泄漏潤滑油的主要原因，是由于原制造商勞倫斯面對1 300 m3/h大流量機泵設計時，沒有精準計算出軸向推力位移量。同時在甩油環(huán)和支撐軸承設計、選型上沒有考慮到甩油環(huán)松動磨損，對軸承安全運行的影響，屬制造廠設計缺陷。

(2)原軸承甩油環(huán)結構形式是由上下兩半圓連接螺釘緊固固定在軸上，由于原設計缺陷，在運行中甩油環(huán)易發(fā)生松動，導致與軸發(fā)生摩擦；同時因甩油環(huán)外表面與泵壓蓋間隙過小，熱膨脹后過盈摩擦，造成甩油環(huán)磨損失效，甩油環(huán)、泵軸磨損情況如圖2和圖3所示。

圖2 油漿泵甩油環(huán)磨損情況

圖3 泵軸磨損情況

(3)原軸承(型號：22232CC/W33/C3)保持架采用不銹鋼半封閉式型式，此保持架結構由于制造粗糙、加工精度低、易磨損等缺陷，不利于將甩油環(huán)磨損的鋁屑沖洗，造成軸承磨損失效，如圖4所示。

圖4 軸承內(nèi)圈磨損情況

3 技術改造方案

油漿泵P-208AB非驅(qū)動端油封泄漏潤滑油的主要原因，是由于原制造商在1 300 m3/h大流量機泵設計時，軸向位移計算存在偏差；同時，在甩油環(huán)和支撐軸承設計、選型上沒有考慮甩油環(huán)松動磨損情況，對軸承安全運行的造成影響。

針對上述分析結果，對油漿泵甩油環(huán)和軸承重新進行了設計優(yōu)化，主要技術改造有以下內(nèi)容：

(1)將原甩油環(huán)兩半對接型式改為整體頂固式。即甩油環(huán)的安裝采用軸上鉆定位槽、螺紋密封膠緊固緊定螺釘?shù)姆椒ǎ瑏肀苊庥捎谒τ铜h(huán)與軸產(chǎn)生相對滑動而磨損失效問題，如圖5所示。

圖5 整體頂固式甩油環(huán)

(2)經(jīng)過對甩油環(huán)測繪和優(yōu)化設計，將甩油環(huán)外徑由φ289.94 mm加工至φ286.94 mm，與軸承箱壓蓋配合間隙1.5 mm。

(3)將徑向軸承的不銹鋼支架重新選型為銅保持架，即軸承型號由原來的22232CC改成22232CA，提高軸承制造精度。

(4)油漿泵檢修后，實行三次對中，即冷態(tài)對中、160 ℃對中和250 ℃對中，通過三次對中來保證油漿泵的高精度運行。

4 效果與結論

4.1 改造效果

實施上述改造后，催化裂解裝置(DCC)分餾塔底油漿泵P-208AB運行良好，油漿泵120-P208AB互備運行至今，未出現(xiàn)由于油封漏油、甩油環(huán)磨損等故障。經(jīng)439 d的運行驗證，運行效果良好，完全消除了每90 d必須檢修油漿泵問題。完全解決了油漿泵振動高問題，改型前，油漿泵平均運行周期90 d，機泵振動值不穩(wěn)定，最大達到8.5 mm/s左右，軸承運轉(zhuǎn)存在雜音；改型后，油漿泵運行439 d，振動值最大2.6 mm/s，數(shù)值并趨于穩(wěn)定。與此同時，消除了軸承箱運轉(zhuǎn)雜音，機泵整體運行平穩(wěn)。

4.2 改造結論

(1)油漿泵甩油環(huán)實現(xiàn)自主結構優(yōu)化設計，通過對結構優(yōu)化設計，將甩油環(huán)由兩半對接式改為整體頂固式，即甩油環(huán)的安裝采用軸上鉆定位槽、螺紋密封膠緊固緊定螺釘?shù)姆椒?，來避免由于甩油環(huán)與軸產(chǎn)生相對滑動而磨損失效問題。

(2)油漿泵甩油環(huán)完全實現(xiàn)國內(nèi)生產(chǎn)加工，經(jīng)對甩油環(huán)測繪、優(yōu)化設計和現(xiàn)場實踐應用，甩油環(huán)目前完全實現(xiàn)自己加工，而且應用效果較好，大大節(jié)約了采購及生產(chǎn)成本。

(3)油漿泵軸承重新選型，確保技改實施應用后機泵穩(wěn)定運行，通過重新選型，軸承保持架選用銅制保持架(即由22232CC改型為22232CA)，選用22232CA軸承后，油漿泵整體運行平穩(wěn)，實現(xiàn)439 d無檢修記錄，確保了機泵的安全、長周期運行。

(4)經(jīng)濟效益：軸承和甩油環(huán)未改型前，油漿泵每運行90 d，必須進行檢修1次；自2019年2月14日改型后，油漿泵120-P208AB一直交替運行至今，均未出現(xiàn)由于油封漏油、甩油環(huán)磨損等故障(2019年12月31日120-P208A由于機械密封泄漏，進行維修檢查，甩油環(huán)和軸承均完好)。經(jīng)過439 d的運行驗證，運行良好，完全消除了每90 d必須檢修一次油漿泵問題。取得的經(jīng)濟效益：軸承費用50.73萬元；甩油環(huán)費用21.46萬元，共計72.19 萬元。

5 結語

改造完成后，油漿泵P-208AB實現(xiàn)了一開一備，油漿泵檢修至少需要3 d，避免了由于檢修油漿泵單臺運行給裝置安全生產(chǎn)帶來的隱患；避免了油漿泵切換過程對機泵、操作人員和裝置安全生產(chǎn)帶來的壓力。由于油漿泵P-208AB切換，會造成煙機入口煙氣粉塵濃度大幅增加，對煙機的平穩(wěn)運行造成一定影響。改造實施后，減少了油漿泵的切換次數(shù)，降低了煙機入口煙氣中粉塵濃度，提高三機組運行安全性，保證裝置長周期安全運行。通過對油漿泵甩油環(huán)重新測繪加工和優(yōu)化軸承安裝工序等技術攻關改造，增加了油漿泵運行安全可靠性，徹底解決了困擾催化裂解裝置油漿系統(tǒng)長周期運行的瓶頸問題，為進口油漿泵配件國產(chǎn)化探索了經(jīng)驗，為下一步油漿泵逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化奠定了基礎。