石油化工高壓除焦系統高壓水泵振動故障原因分析及預防

許華峰，張 強，王曰群

(中國萬達集團山東天弘化學有限公司，山東 東營 257000)

1 背景介紹

某石化煉油廠延遲焦化裝置除焦系統現有高壓水泵1臺，位號P1119，型號TDQG255-290X10，流量255m3/h，揚程2880m，浙江科爾泵業生產，2013年10月份投用，每天大約運行3h，無備機有備用泵芯。該機組是電動增速型超高壓切焦泵大型機組，結構形式為臥式、筒型雙殼多級離心泵，主要由泵筒體和泵內芯組成，在焦化裝置除焦系統里屬于心臟設備。該機泵平穩運行時驅動端與非驅動端振動值為38μm，報警停機振動值為60μm，2019年5月2日非驅動端振動增長至55μm，為了不影響生產停機連鎖切除，于2019年5月4日增長至88μm，為保證機泵安全，利用停機時間緊急更換備用泵芯，并對舊泵芯進行拆檢維修。

2 原因分析

2.1 多級高壓水泵引起振動的一般原因主要有：

(1)泵和吸入管路沒有注滿液體。

(2)吸入壓力和汽化壓力之間的壓差不夠，達不到需要的NPSHR值(觀察壓差減少量)。

(3)吸入口過濾器阻塞。

(4)在非常低的流量下運行。

(5)葉輪上有異物堵塞。

(6)機泵軸系中心線不重合，對中不準或基礎位移。

(7)其它機器對基礎產生的共振和干擾。

(8)轉子不平衡。

(9)轉動部件與靜止部件碰撞，泵運轉不平穩。

(10)軸承嚴重磨損或軸承中有臟物。

(11)葉輪損壞或破裂。

(12)軸承組裝故障(組裝過程中碰損，組裝不符要求)。

(13)聯軸器螺栓間隙不均衡。

(14)過流部件腐蝕嚴重，造成動平衡失衡。

(15)汽蝕現象或喘振現象。

2.2 具體原因分析

平衡鼓：裝卡環壓蓋處腐蝕

碟簧：表面腐蝕嚴重

導葉：入口葉片沖刷缺口

平衡鼓：端面、外徑磨損腐蝕

推力盤：與油封環配合的外徑磨損

末級導葉：入口葉片沖刷缺口

經檢查工藝流程、拆檢過濾器和檢查基礎，排除了流程問題、過濾器堵塞和基礎問題等原因，基本判定泵體存在問題，經拆檢發現：⑴、葉輪入口葉片均腐蝕、沖刷缺口約10mm；⑵、前蓋板有針狀腐蝕，后蓋板的輪轂密封環周圍腐蝕嚴重；⑶、葉輪密封環、輪轂密封環表面腐蝕嚴重；⑷其他過流部位外徑腐蝕嚴重。綜合判定為轉子腐蝕嚴重，造成動平衡失衡，引起機泵振動超標。

拆檢零部件附圖1。

圖1 拆檢零部件

3 問題解決

經分析得出本次引起高壓水泵振動超標的原因是過流部件的腐蝕嚴重，而引起腐蝕的的原因一個是過流部件材質選擇等級過低，或者是過流介質成分與設計初期不一致，腐蝕性增加。對除焦水進行取樣化驗得出含有硫化氫等腐蝕性成分，為保證機泵長周期運行，我們出具以下解決方案：

(1)利用工藝調整，除去除焦水中的腐蝕性成分，降低腐蝕性，并定期取樣化驗檢查，確保除焦水的質量。

(2)對葉輪、導葉、碟環等腐蝕嚴重的過流部件進行材質升級更換，磨損不嚴重的非過流部件進行修復后再利用，泵體全部密封圈和墊圈進行更換。

組裝檢測各部件間隙符合標準要求后進行動平衡試驗，試驗合格后維修合格。

4 防范措施

綜上所述，高壓水泵振動主要由機械方面原因和工藝流體方面原因造成，為此，應對這兩方面的原因采取相應預防措施，確保機泵安全穩定長周期運行。主要措施如下:

4.1 轉子大修后必須做靜動平衡試驗

針對轉子不平衡產生的振動，在高壓水泵大修后，必須進行葉輪的靜平衡或轉子的低速動平衡試驗，機泵起動后，必要時利用測振平衡儀做轉子的高速動平衡試驗，盡可能消除轉子本身質量不平衡。

4.2 保證轉子各部件的間隙符合標準

葉輪與口環的間隙、軸瓦間隙、密封間隙、平衡盤平衡鼓間隙等轉子各部件間隙必須符合標準。

4.3 消除機泵與電動機聯軸器聯接的不平衡

聯軸器中心不正,應用磁性聯軸器找正儀找正，提高找正的準確性，同時保證暖泵時間，效果更好。聯軸器螺栓間隙不等，應提高加工精度,使螺栓的間隙均勻,以便消除自身的不平衡。

4.4 提高檢修工藝

在軸瓦檢修工作中嚴格執行刮瓦、研瓦、再刮瓦的循環工序，保證軸瓦各部間隙及軸瓦與軸頸的接觸標準。

4.5 提高操作人員和維修人員的專業素質

機泵是否能夠長周期安全平穩運行，與其操作人員和檢維修人員的專業素質密切相關，在機泵運行操作及檢維修中，操作人員及維修人員必須經過專業培訓、考核合格后方可上崗，必須掌握相應的專業知識，必須達到四懂三會的要求。

4.6 保證工藝流程安全平穩

工藝流程的平穩確保了機泵流體流動的穩定，是確保機泵安全平穩運行的關鍵要素，因此要求工藝人員必須確保工藝流程的穩定。

5 結語

解決高壓水泵振動是個綜合性的問題，它與設備選型、介質流動狀況、運行使用管理、操作維修人員的專業素質、檢修人員的檢修質量及采取的預防措施都有很大關系，加強各方面分析研究,對石油化工高壓水泵安全長期運行有著重要的意義。