自控自吸泵故障分析及解決方案

唐正璽

（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆烏魯木齊 830019）

自控自吸泵故障分析及解決方案

唐正璽

（烏魯木齊石化公司煉油廠，新疆烏魯木齊 830019）

針對煉油廠120萬t/a延遲焦化裝置切焦水提升泵P-404/AB在使用過程中頻繁出現(xiàn)的故障，通過對機泵解體檢修進(jìn)行損壞原因分析，采取在泵軸首級葉輪絲扣處和次級葉輪絲扣處加工鍵槽的改進(jìn)措施，解決了機泵因葉輪背冒松脫導(dǎo)致的機泵葉輪、滑動軸承等部件損壞的問題。

自控自吸泵；部件；損壞；結(jié)構(gòu)改進(jìn)

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.48

0 前言

2012年煉油廠引進(jìn)的2臺200WFB型自控自吸泵，用于煉油廠延遲焦化車間除焦水的循環(huán)利用，在除焦生產(chǎn)中起著重要作用，故障停機或檢修時間過長將會影響正常除焦，進(jìn)而影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)（裝置除焦生產(chǎn)周期為24 h）。自控自吸泵安裝運行中，重要零部件頻繁出現(xiàn)損壞，增加了人力、材料成本和檢修過程的風(fēng)險程度，影響裝置的平穩(wěn)生產(chǎn)。

1 WFB型無密封自控自吸泵

1.1 結(jié)構(gòu)組成及工作原理

（1）工作參數(shù)。 煉油廠120萬t/a焦化裝置切焦水提升泵P-404/A，B使用的WFB型無密封自控自吸泵功率110 kW,流量300 m3/h,揚程35 m,電機功率110 kW,轉(zhuǎn)速1430 r/min，輸送介質(zhì)切焦水。

（2）結(jié)構(gòu)組成。 WFB型無密封自控自吸泵主要由泵體、葉輪、泵蓋、導(dǎo)葉、副葉輪、泵軸、連接架、電動空氣控制閥等部分組成。泵體內(nèi)部由吸入室、儲液室、氣液分離室等部分組成。

（3）工作原理。泵正常起動后，葉輪將吸入室所存的液體及吸入管路中的空氣一起吸入，液體混合氣體在葉輪高速旋轉(zhuǎn)的離心力作用下經(jīng)導(dǎo)葉拋入氣液分離室，由于流速突然降低，氣體與液體的比重不同，較輕的氣體從混合液中分離出來并被排出泵外，脫氣的液體重新進(jìn)入工作腔與葉輪內(nèi)部，與吸入管路中吸入的空氣再次混合，在葉輪旋轉(zhuǎn)的作用下，很快使泵體入口形成一定的真空度，從而達(dá)到自吸的目的。由于該泵具有獨特的排氣功能，因此能輸送含有氣體的液體并無須安裝底閥。該泵配有電動空氣控制閥，運行時控制閥關(guān)閉，實現(xiàn)密封；停機后控制閥打開，破壞吸入管路中的真空，防止停機后泵腔內(nèi)的液體因虹吸作用而從吸入管路流出，使泵腔內(nèi)保存足夠的液體來繼續(xù)完成自吸過程，實現(xiàn)“首次引流、永久自吸”。

1.2 使用特性

WFB型自控自吸泵采用泵用連環(huán)式多面離心密封裝置，革除了傳統(tǒng)水泵的填料密封、盤根密封、機械密封，徹底消除了“跑、冒、滴、漏”等情況，確保了設(shè)備安全，減少了環(huán)境污染，是替代各種長軸液下泵最理想的設(shè)備。

（1）配置停機密封，可適用于頻繁啟動場合。

（2）優(yōu)化水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高水泵效率，降低配套電機功率。

（3）使用壽命比同類產(chǎn)品更長。傳統(tǒng)水泵的密封裝配工藝是采用“緊密配合”關(guān)系，而WFB無密封自控自吸泵的密封裝置是“間隙配合”關(guān)系，消除了水泵運行過程對密封產(chǎn)生的摩擦、磨損和破壞；主軸和葉輪“一體化”連接，改變了“絲扣連接”、“拼帽連接”的陳舊工藝，葉輪不會因連接松動造成損壞。

（4）移植真空泵原理，該泵自吸性能穩(wěn)定可靠，特別是采用電動空氣控制閥，真正實現(xiàn)了“一次引流，永久自吸”

（5）采用動力密封裝置，運用時無磨損，使用壽命較傳統(tǒng)產(chǎn)品長10倍以上。

（6）機組振動小，噪聲低，不需要地腳固定，移動靈活，拆裝方便。

（7）具有優(yōu)越的自控功能，可與相關(guān)控制系統(tǒng)配套實現(xiàn)高度自動化[1]。

2 存在的問題及原因分析

（1）故障現(xiàn)象。P-404/ AB于2011年11月投入使用，其中 P-404/B泵在2012年11月出現(xiàn)振動大，量不足的情況。解體檢查發(fā)現(xiàn)泵軸磨損（圖1），葉輪背帽松脫（圖2）、一級葉輪損壞嚴(yán)重（圖3），軸承、滑動軸承（導(dǎo)軸承）損壞（圖4）。2013年12月該泵又出現(xiàn)振動大，量不足情況，解體后發(fā)現(xiàn)損壞情況與上次基本相同。而P-404/A泵也存在同樣的損壞情況。

圖1 泵軸磨損

圖2 葉輪背帽松脫

圖3 葉輪損壞嚴(yán)重

圖4 滑動軸承（導(dǎo)軸承）損壞

圖5 鍵槽加工位置

（2）原因分析。作業(yè)人員從幾次檢修中發(fā)現(xiàn)，機泵每次損壞都存在葉輪背帽松脫情況。分析認(rèn)為，泵在運行中，首級、次級葉輪背帽脫落，背帽滯留在葉輪液道里造成筋板損壞，同時機泵動平衡遭到破壞，使泵軸在運行中徑向擺動，造成滑動軸承（導(dǎo)軸承）磨損，與軸間隙磨損＞5 mm，導(dǎo)致泵上端滾珠軸承磨損，造成機泵泵軸磨損。由此判斷，機泵葉輪背帽松脫是造成機泵其他零件損壞的主要原因，造成葉輪背帽松脫的主要原因可能是由于切焦水提升泵停泵時，出口管線介質(zhì)倒流且泵出口單向閥不嚴(yán)，切焦水下落后造成泵反轉(zhuǎn)，而葉輪背帽主要靠絲扣緊固，泵反轉(zhuǎn)時背帽反轉(zhuǎn)脫落最終對葉輪和軸承造成損壞。

3 改進(jìn)方案及效果驗證

（1）改進(jìn)方案。針對葉輪背帽松脫的問題，提出加裝葉輪背帽防松脫裝置的改進(jìn)方案，在泵軸首級葉輪絲扣處和次級葉輪絲扣處加工鍵槽，加工位置見圖5。加裝止推墊片使葉輪背帽不易脫落。

（2）效果驗證。改進(jìn)后，200WFB自控自吸泵運行正常，解決了因葉輪背帽脫落而造成機泵重要部件損壞的問題，減少維修工時和檢修費用，確保裝置的長周期平穩(wěn)運行，為該類型泵的故障判斷及維修積累了寶貴經(jīng)驗。

［1］吳作成.WFB無密封自控自吸泵技術(shù)淺析［C］.2006年全國水處理技術(shù)研討會論文集,2006.

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〔編輯 李 波〕