大慶煉化硫胺蒸發循環泵振動處理的思路與方法

孫玉偉 吳永剛

[摘 要]大慶煉化硫胺裝置開工前，由于供貨商在機泵改造中的欠缺，使得機泵在試車過程中出現了泵體振動超標和機械密封發熱，以及進出口管道振動等問題，經過業主和相關方人員的共同努力，在對ZWXIII蒸發循環泵進行了管道改造，密封調整和部件改造后，經過嚴格調整的蒸發循環泵順利投入使用，本文為改造機泵的故障排除提供一些思路。

[關鍵詞]技術改造；機械密封；管道安裝；同心度；焊接應力

中圖分類號：S525 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2018）28-0397-02

【引言】

大慶煉化公司硫胺裝置機泵在開工過程中出現問題，此次動設備發生故障的原因是由于硫胺裝置的ZWXIII蒸發循環泵，因實物到貨情況與設備訂貨時簽訂的供貨技術協議有差異，根據大慶煉化公司要求，機泵的供貨商家在現場對蒸發循環泵進行技術改造，由于沒有得到機泵生產廠家授權，為了減少訂貨差異造成的設備現場改造費用，供貨商獨自進行蒸發循環泵的技術改造，改造后設備出現振動和異響等不正常現象，這種情況下供貨商又聯系生產廠家處理，生產廠家卻不提供對自行改造設備的質保服務。煉化公司要求我們安裝單位進行設備改造后的故障分析，并將造成影響設備的問題全部消除。確保硫胺裝置可以按期中交。

1. 根據供貨技術協議的要求，結合現場設備的技術改造處理情況，確定蒸發循環泵主要進行了以下四處技術改造和改裝，個別小改動是由硫胺裝置的工藝管線設計單位提供的。針對于該類型設備具體的改造是：

1.1. 將蒸發循環泵的軸端機械密封由集裝式單端面外沖洗機械密封改為集裝式雙端面外沖洗機械密封。

1.2. 將蒸發循環泵的凸緣聯軸器改為膜片式聯軸器。

1.3. 為保證蒸發循環泵后期檢修方便，將機泵的出口工藝管線加裝短接。

1.4. 在機泵的入口工藝管線上方，二樓的樓面板上焊接了4個固定入口管線的支架，防止工藝管線力量施加于機泵上。

1.5. 以上供貨商進行的改造項目主要集中于機泵本體和工藝管道上，在供貨商的改造項目未進行時，蒸發循環泵進行了單機試運，機泵的機械部分和進出口工藝管線等各項振動指標正常。

1.6. 供貨商進行改造后，機泵試車時出現振動異常現象，因此根據現場的機泵試運轉情況和設備的改裝情況判斷，蒸發循環泵的振動故障原因主要集中于工藝管道的安裝應力和機泵的本體部件改造上面。

2. 根據先易后難的原則，首先依照機泵的機械密封改造情況，對照蒸發循環泵的使用說明書，檢查集裝式機械密封改造前后的參數變化。

2.1. 比較后發現機械密封的沖洗冷卻水，在使用單端面機械密封時水壓要求在<0.05MPA，使用流量沒有專門要求。而改造為雙端面機械密封時水壓要求在0.5-1.0MPA范圍內，使用水量的要求也達到1.2m3/h。原有的沖洗冷卻水系統水量已經無法滿足要求了。

2.2經設計確定從其他的冷卻水系統配管解決這個問題。防止正式投料開工時由于系統的溫度上升，冷卻水量不足損壞機械密封。

2.3 機泵的振動處理重點解決工藝管線的安裝應力問題，由于設計人員和機泵廠家技術人員的溝通不暢，造成蒸發循環泵施工完成工藝管線后，再進行機械密封改造時發現出口的管線拆卸非常不便。工作量已經完全超出了一般的檢修施工可以允許的范圍，而且施工時間也成倍的增加，不利于快速處理設備故障，因此在機泵的出口部分改造安裝了一個短接，保證了檢維修施工的便利。

2.4. 施工人員在對出口管線進行施工時，采取的是把管線的水平管段直接切割分離，再加裝配對法蘭焊接。在切割管線時沒有把出口的其余部分管線進行可靠地固定，使得管道改造處理出口短接施工時，相關管線處于攜帶應力的狀態下。

2.5. 在進行加裝法蘭焊接施工時，沒有進行焊接反變形的預防措施，也使得施工完成的出口管道應力變大。

2.6. 為了檢查管道的變形情況，將機泵的聯軸節部分加百分表監控。

2.6.1. 把機泵的進出口管線法蘭相繼松開取出連接螺絲。

2.6.2. 在進出口管線處于自由狀態下時，進行檢查確認進口垂直管線平行偏差9mm，軸線偏差20mm，間距偏差15mm。

2.6.3. 出口水平管線平行偏差4mm，軸線偏差27mm，間距偏差50mm。

2.6.4. 聯軸節處的百分表徑向上下變化0.52mm，左右變化0.37mm。軸向上下0.24mm，左右變化0.15mm。

2.6.5.把進出口管線和同心度的偏差數據進行比對，可以發現改造后的管線變化超過了允許偏差，必須重新進行施工并且嚴格按照標準施工，防止組對超差和焊接變形，以保證管線的無應力安裝。

3. 施工人員根據工藝管道施工的規范要求，對幾臺蒸發循環泵進出口管線重新施工，完全達到了規范的嚴格要求。它們采取的方法是：

3.1. 先把進出口管線的懸空部分加裝管托和支架，在不影響管線熱膨脹變化方向的位置進行固定。

3.2. 把超差的管道切割下來焊道處處理合格后，根據進出口管道的軸向偏差方向進行調整并進行可靠地固定，防止管線進入介質后由于重量和溫度的變化向不允許的方向發生變化。

3.3. 在軸向偏差調整結束后，測量法蘭平行偏差和兩片法蘭的間距尺寸，這里需要明確的是，法蘭間距尺寸的確定是要考慮到管道上是否安裝了膨脹節的。如果安裝了鋼制膨脹節，在確定法蘭間距尺寸的時候需要留有一定的預留尺寸。

3.4. 如管線內進入的正式工作介質是高于環境溫度的，那么管線法蘭的間距尺寸就需要預留除密封墊片厚度外的熱膨脹間距，這樣就可以在管道系統進入正式工作介質時給設備施加的外力影響最小。

3.5. 管件處理完成后進行焊接工作，這是非常關鍵的步驟，為了減小焊接時產生的變形問題，在焊接時點焊好法蘭和管道后，在焊道的4個方向上，提前焊接4塊長方形的同材質鋼板，讓鋼板的上下分別固定法蘭和管道，這樣可以有效防止管道的焊接變形。使用同材質的固定板是為了防止碳鋼材質對不銹鋼材質的滲碳現象發生，確保施工工藝要求的嚴格執行。

3.6. 管線和法蘭冷卻到常溫，檢查管道的安裝尺寸合格后，進行法蘭螺栓的連接并緊固到合格狀態下。

3.6.1. 蒸發循環泵進出口管線拆除，機泵本體無應力的狀態下，將供貨商改造時加裝的不規范的調整墊取出全部更換。

3.6.2. 改造時由于機泵本身的制造裝配精度不高，幾臺機泵的電機在進行同心度調整時全部出現電機高于泵體現象。為了保證電機調整在泵體下方加裝了調整墊。

3.6.3. 由于施工加裝墊片時沒有按照3處支點同時起升的要求，而是單點加墊片并使用尺寸不合格的小墊片，并且個別泵體下加裝斜墊片，造成中部的墊片薄，泵體中部被緊固螺栓拉的變形，當松開螺栓時中部墊片虛空明顯。

3.6.4. 為了保證安裝質量根據泵體的材質，同時經對偏差尺寸的計算，加工了完全符合標準的不銹鋼墊板，其高度可以保證電機地腳的支座下都可以加入調整墊片。

3.6.5. 在檢查時發現有的泵體推力軸承處支架加了厚墊片，而電機處在前支座下也加了厚墊片，可電機的后支座下卻沒有任何墊片，同心度檢查數據顯示電機還處于軸向下開口，徑向高的偏差狀態下。因此為了消除泵體變形可能引起的振動，決定加裝前后一致的平墊板。并將機泵的同心度重新調整到合格范圍內。

4. 在蒸發循環泵的外觀檢查時還發現。

4.1. 聯軸節由凸緣式改為膜片式以后，由于聯軸節結構形式的變化，造成裝配后的電機軸和泵軸的端頭長于對輪表面。

4.2 電機和底座的固定螺栓孔是栽絲和圓孔無法活動調整聯軸節間距。直接的影響是中間的疊加式膜片無法在不移動電機的情況下拆卸，其中多數的疊加式膜片扭曲變形。

4.3. 根據這個情況將存在這個問題的電機全部拆除進行擴長孔加工，保證疊加式膜片的正常安裝，延長其使用壽命和減少軸向偏差對振動的影響。

5. 將蒸發循環泵的出入口管線進行無應力回裝，安裝百分表監控同心度變化情況，沒有問題后重新試運檢查改善以后的運行情況。經過嚴格的試運考核全部機泵的振動都達到了規范要求的范圍。

【結束語】

改造后蒸發循環泵有一臺的振動數據，在規范要求范圍內的高位運行，這臺機泵就是在改造中由于泵體底座加裝了不合適的墊片，造成中部變形的那臺。雖然振動在標準之內但是明顯比其他機泵各部位的振動數值高了不少，經過和業主協商如果正式投料運行后，這臺蒸發循環泵振動超標，就由機泵廠家的售后技術人員將這臺機泵解體，并將泵軸進行彎曲度檢查，同時檢查機泵的前徑向軸承和后推力軸承確定沒有問題，泵軸上隨軸轉動的部件全部安裝好重新做動平衡后安裝試運，這樣完全可以排除振動問題。因為根據其他機泵的處理情況來分析，這臺機泵的振動問題應該和原來的調整不當，造成泵軸變形有直接的關系。因業主方急于投產并且他們還有一臺同類型的備用泵在庫房，且業主和蒸發循環泵的供貨商還簽訂有一年的產品質保期，他們都認為在正式開工運行一段時期后，再處理這個問題對他們更加適合。

經過幾天緊鑼密鼓的施工，我們完成了大慶煉化公司硫胺裝置ZWXIII蒸發循環泵的振動異常處理工作，設備運轉平穩，各項振動參數符合國家規范標準的要求，順利通過了監理、業主、和技術監督局的驗收，取得了令業主滿意的結果。也為我們以后的設備故障處理積累了經驗。

參考文獻

【1】 黃程.大型多級離心泵的維修安裝【J】.化學工程與裝備

【2】 崔繼哲. 化工機械檢修技術問答

【3】 GB 50231-1998， 機械設備安裝工程施工及驗收通用規范[S].

作者簡介：孫玉偉（1972-），男，遼寧撫順人，高級技師，1991年畢業于石油天然氣第七建設公司技工學校，現從事動、靜設備的安裝及調試工作。

吳永剛（1971-）男，山東膠州人，高級工，1990年畢業于山東國防工業技工學校，現從事動、靜設備的安裝及調試工作。