高壓切焦水泵檢修過程的優化

王 駿

(上海信煉化工設備檢修安裝有限公司，上海200540)

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高壓切焦水泵檢修過程的優化

王 駿

(上海信煉化工設備檢修安裝有限公司，上海200540)

高壓切焦水泵是石化行業延遲焦化裝置的關鍵設備，該泵工作條件苛刻，故障頻率較高，一旦發生故障，檢修效率、檢修質量顯得尤為重要。運用自主創新的壓出泵芯環和兩半圈圓筒對接工裝將泵芯抽出，逐級拆卸葉輪，對故障部件實施維修或更換，組裝完畢后回裝復位，準確對中測量交付試車準備。

工裝 抽芯 組裝 對中

中國石化上海石油化工股份有限公司延遲焦化裝置共有4臺切焦水泵，其中1#焦化裝置有兩臺，一臺是1992年從IDP公司引進的產品，另一臺備泵是浙江嘉利特公司產品；2#焦化裝置的兩臺是浙江科爾公司產品，均為臥式、雙殼體、雙支承、導葉式多級離心泵。外殼體為圓筒形，內殼體為集裝式泵芯，泵芯內10級葉輪均為順序安裝。泵為電機驅動，中間有增速齒輪箱。

由于該泵具有輸出壓力高(工作揚程接近3 000 m)、工況變化大(有回流、預沖、鉆孔與切焦4種狀態輪番切換變化)、輸送介質差(含焦粉的污水易在泵體內積垢，且有腐蝕性)、流程設備多等特點，因此該泵故障頻率較高。對設備檢修單位而言，提升檢修技術，縮短檢修時間，保證檢修質量，確保裝置設備平穩運行是非常重要的。

1 切焦水泵檢修特點

把這些年來檢修的科爾公司切焦水泵進行剖析(圖1為科爾公司切焦水泵總裝圖)，通過分析、掌握該泵的檢修要領，對其他型號的切焦水泵檢修也有借鑒作用。

切焦水泵輸送含焦粉污水，運行周期較長，內部結垢嚴重，檢修中曾多次遇到垂直起吊內芯時，內芯與外筒體無法分離，采用外筒體與地面固定、外筒體用電熱板加熱也無法分離的情況，最終只得返廠檢修。另外還出現過由于切焦系統發生故障，使泵推力盤因受突變載荷影響而造成泵軸裝雙平衡鼓活塞定位圈的頸細部位斷裂(圖1箭頭位置)。由于無法在泵軸頭上安裝法蘭吊裝內芯，只能整體返送制造廠進行處理。同時，由于返送路程遙遠，造成檢修周期較長，這對裝置穩定生產帶來了嚴峻考驗。因此，檢修單位設計制造精確、合理的各類工裝，提高檢修質量，優化檢修過程，使檢修有序進行是很有必要的。

圖1 科爾公司切焦水泵總裝圖

2 檢修工裝的優化

2.1 檢修工裝的設計

分析圖1可知：泵抽芯大修需從出口端進行。由于泵輸出壓力高，泵端蓋及出口管路均采用厚實材料，泵的質量重心明顯處于右側，豎立檢修時出口朝上會造成泵體重心偏高，導致檢修時穩定性差，所以必須設計圓盤形支撐工裝使泵穩定坐落，確保檢修質量。

設計的工裝包括：泵體4個支撐腳、筒體支撐工裝、泵芯支撐工裝、法蘭式內芯吊裝盤、泵蓋與泵芯連體吊裝T字盤等。工裝設計時考慮了諸多因素，如為了確保拆裝調整中泵受力時的穩定性，泵體臥式狀態的4個支撐腳頂部需裝有螺孔，使檢修中泵體與支撐腳通過螺栓連接在一起；兩種吊裝盤的設計要做受力強度校核(部分設計工裝見圖2)。

圖2 工裝設計及使用

2.2 檢修工裝的完善

通過采用上述工裝，使切焦泵大修工作能順利開展，但仍未能很好地解決泵嚴重結焦時的內殼體吊裝問題。為解決這一難題，仔細研究總裝圖，充分利用直線運動的機械部件，改成螺旋方式推進能便于拆卸安裝這一原理，考慮到該泵進口位置有兩個半圈外筒體與內筒體連接法蘭，于是設計兩個半圈環，利用內外筒體連接法蘭，把設計的兩半圈環放在其內圈上，通過收緊外圈螺紋逐步頂出內芯。采用該工裝后，成功地解決了因結焦阻力大而造成的抽芯難題，工裝示意見圖3。

圖3 抽芯工裝

用兩個半月環頂動內芯的工作應在泵豎立前完成。最優步驟為：先拆卸半聯軸器，拆除前、后軸承架，同時拆除機械密封及平衡活塞；再用液壓專用工具松弛端蓋的拉伸螺帽，利用端蓋上兩內螺紋孔，安裝相應螺栓，把帶孔小平板穿過螺栓放置在兩端蓋緊固螺栓端面，再用兩螺帽緊固即可吊出端蓋；當端蓋有10 mm位移后，拆卸內芯吊緊環內外圈螺栓，裝上兩個壓內芯半月環，通過4～8個吊緊環外圈螺釘逐步緊固法，把內芯壓出10 mm；此后可把臥式外殼吊成垂直，放在筒體架上，先吊走端蓋，然后用設計的吊裝內芯法蘭裝在泵軸上，用軸并帽擰緊后垂直吊出內芯，并把內芯放置在泵芯支撐工裝。該工裝的理想高度為：放置內芯后，軸的底部留有一個小型液壓活塞距離。

為保證檢修質量，在吊裝泵芯過程中，不能使泵軸側方向受力。考慮到若在泵芯外徑槽上直接用鋼絲繩吊裝，鋼絲繩卡在槽內存在滑脫風險，于是又設計制作了兩個半圈圓筒對接工裝(圖4)，使吊裝、翻轉內芯更安全。

圖4 兩種吊裝方式比較

2.3 使用撓度測量器以修正對中誤差

由電機作動力源，通過齒輪箱連接切焦水泵對中時是以齒輪箱為基準調整電機及切焦水泵的。在對中時既要使徑向和軸向尺寸符合要求，又要使兩個半聯軸器間開距符合要求。在采用百分表對中時，由于聯軸器開距較遠，電機與齒輪箱間距達到310 mm，理想的操作是制作專用中心架對中，在軸向上裝兩個百分表，徑向上裝一個百分表。很多檢維修單位會直接用磁鐵表座及百分表作為萬用對中工具，在長跨距的場合，這會造成很大的撓度偏差(見圖5)。

1999年第一臺從IDP公司引進的切焦水泵在安裝中就存在這種現象。試車時泵振動始終超標，最終經診斷發現是對中不良所致。為驗證開距與表架產生撓度的對應關系，創新設計了撓度測量器，運用該測量器檢測出泵聯軸器開距在310 mm時，表架存在0.37 mm的下垂撓度。在對中校準軸線直線度時，減去此誤差后得到了真實的測量數據，最終消除了泵的振動超標現象。

圖5 長跨距直接使用磁鐵表座與百分表對中

3 過程控制的優化

合理的檢修工裝是做好機泵檢修的必要基礎，但保證檢修質量，縮短檢修時間同樣離不開檢修過程中的質量控制及優化。IDP公司的切焦水泵由10級葉輪組裝，而葉輪有過盈量的多級泵檢修是離心泵檢修中最復雜的一種形式，若不掌握好檢修技巧，拆裝時不注意方法，易使葉輪與軸徑咬合、轉子彎曲。因此，為確保檢修質量，對葉輪的拆裝必須高度重視，選擇最優化的方式。

拆卸時，應先拆卸末級導葉的緊固螺釘，拆卸末級導葉。用火焰加熱末級葉輪，葉輪與軸頸的過盈量在0.03～0.05 mm，加熱之前應該在葉輪對稱方向裝上吊鉤，吊鉤可設計成L型，部分伸進葉輪流道，上端用吊環螺栓連接。葉輪加熱由外向內，切忌直接加熱軸頸套位置，否則會造成外徑不能膨脹導致孔徑往內收縮的現象。依次拆卸中間隔板及導葉，再加熱葉輪直至拆到首級葉輪為止。需要特別注意的是，當泵軸頸表面溫度達到60 ℃以上時，應對軸頸采用冷卻措施。待溫度下降20 K左右，再加熱葉輪。控制葉輪外圓加熱到150 ℃左右，葉輪蓋板加熱到200～250 ℃，再迅速把葉輪輪轂加熱到250～300 ℃。復位組裝時使泵軸處于垂直狀態，將準備安裝的葉輪用加熱方法組裝在泵軸上。熱膨脹計算公式為：(T2-T1)=(δ+δ0)/αd，T2為所需加熱到的溫度，T1為加熱部件溫度，δ為加熱前葉輪內孔的實際過盈，δ0為熱裝的最小間隙,α為熱膨脹系數，d為加熱葉輪的孔徑。與拆卸時同理，當泵軸溫度大于60 ℃時，應對軸頸采用冷卻措施，待溫度下降20 K后再加熱組裝下一個葉輪。通過泵芯支撐工裝依次組裝葉輪、導葉及隔板，并測量并調整每一個葉輪的軸向串量小于6 mm。

4 結語

經過多次檢修經驗的積累及對檢修技術不斷的探索與改進，對切焦水泵的檢修已形成一套獨特的、行之有效的標準化檢修規程。2015年5月，一臺切焦水泵又發生了斷軸故障，按照以往慣例，斷軸后靠尾端泵軸裝配吊裝法蘭抽芯就無處著手，只能送制造廠檢修，修復周期至少兩周時間，嚴重影響裝置的平穩運行。通過運用自主創新的壓出泵芯環，精準的工裝及各種優化的檢修方法，將檢修周期縮短為5天，高效完成了檢修任務，為裝置的穩定運行提供了強有力的保障。

Optimization of Overhauling Process of High Pressure Coke Pump

Wang Jun

(ShanghaiXinlianChemicalEquipmentMaintenance&InstallationCo.,Ltd.,Shanghai200540)

The high pressure coke pump is the key equipment of the delayed coking unit the petrochemical industry.The working condition of the coke pump is harsh and the frequency of fault is high.In the event of fault,the efficiency and quality of maintenance are particularly important.The pump core is drawn out with the independent innovated press pump core ring and two half circle cylindrical docking tool,the impellers are dismantled step by step,and then repairing or replacement is carried for the faulty parts.After assembling,the device is reset and accurate centering measurement is made for delivery to test preparation.

tooling,core pulling,assemble,centering

2016-06-29。

王駿，男，1971年出生，1993年畢業于上海華東理工大學流體機械專業，工程碩士，工程師，一級建造師，長期從事機泵設備檢修維護及管理。

1674-1099 (2016)05-0047-03

TH17

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