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我来告诉你循环水泵故障排查及处理措施

发布时间:2024/8/10 15:34:13   

中海石油化学股份有限公司kt/a甲醇装置于年10月投产,投产9a以来循环水系统循环水泵B先后出现止推侧轴承座位移、止推侧轴承座M30紧固螺栓断裂、联轴器螺栓断裂、联轴器膜片破裂等问题,长期只能作为紧急备用泵。经排查,认为循环水泵B与电机对中超过设计标准是造成其振动大的根本原因,电机磁力线位置指示偏差是止推侧轴承座轴向移动的诱因。采取相应的处理措施后,消除了循环水泵B不能长周期运行而造成的设备备用隐患,并总结了循环水泵B不能平稳运行的人为原因。

设备简况

中海石油化学股份有限公司kt/a甲醇装置循环水系统有3台循环水泵,1台由汽轮机驱动(循环水泵C),2台由电机驱动(循环水泵A/B);正常运行期间,1台汽轮机驱动和1台电机驱动的循环水泵运行,1台电机驱动的循环水泵作为备用泵。循环水泵与电机采用膜片联轴器连接,联轴器中间短节与膜片长度mm。

电机主要性能参数:型号YKKWT11;额定电压V,额定电流.6A,额定功率kW,转速r/min;质量kg。循环水泵性能参数:型号RDL-AL;流量10(最大)/(正常)m3/h,扬程53m,轴功率.5kW,转速r/min,壳体材质QT-8,叶轮(1个)材质ZG07Cr19Ni19,轴套材质1Cr17Ni12,轴材质2Cr13,耐磨环材质2Cr13;采用填料密封、滚动轴承、金属叠片挠性联轴器;润滑形式为脂润滑。

2循环水泵B故障现象

kt/a甲醇装置于年10月投产,装置投产9a以来,循环水泵B自安装后开始运行其两端轴承座水平、径向和轴向振值一直在6~8mm/s(正常水平应在4.5mm/s以下),最高达到11mm/s,导致循环水泵B停泵,不能保证正常、长周期运行。而循环水泵A(电机驱动)与循环水泵C(汽轮机驱动)运行中振值一直很平稳,均在3.5~4.2mm/s之间,未出现轴承座振动大的现象,处于长周期、稳定运行状态。

年循环水泵B第一次出现止推侧轴承座(非驱动侧)向外移动,检查止推轴承并未发现止推轴承损坏,更换止推轴承后,两端轴承座在水平、垂直和轴向方向的振值没有降低,循环水泵B作为备泵。

年平时作为备用的循环水泵B运行中再次出现止推侧轴承座(非驱动侧)向外移动,对循环水泵B和电机进行对中检查,发现泵与电机存在1.5mm的中心高度差,电机中心高,且电机底座只有0.2mm的调整垫片,不能够满足泵与电机的对中要求;检查循环水泵B的安装环境发现,循环水泵B的进、出口管道直径达mm,且进口管道埋在进口水槽、出口管道埋在地下,循环水泵B质量达kg,现场不具备在其底座下增加垫片的条件,于是决定在循环水泵B的两端轴承座下增加调整垫片,以消除设备对中偏差的问题。对叶轮与耐磨环的安装间隙进行测量,间隙为1.5mm,为避免运行中叶轮与耐磨环摩擦,决定在两端轴承座下同时增加0.5mm厚的调整垫片,减小循环水泵B与电机的对中偏差。增加调整垫片后,循环水泵B投运,其振值有所下降,但仍未达标,再次将其作为紧急备用泵。

年,循环水泵B投运后再次出现止推侧轴承座向外移动,检查更换轴承后,作为紧急备用泵。

年5月循环水泵B大修更换转子组件后,在年7月的运行中,出现止推侧轴承座M30紧固螺栓断裂、底螺纹滑扣事故。对滑扣的底螺纹进行加深处理,并更换为高强度的螺栓———螺栓等级由8.8级提高到10.9级。

年4月甲醇装置停车检修后重启,循环水泵B运行2d后,发生联轴器螺栓断裂事故。决定对电机底座进行彻底处理,采用在线修复技术对电机底座上的4个支撑平面进行精加工光刀处理,减小循环水泵B与电机的对中偏差。

年8月循环水泵B运行中发生联轴器膜片破裂、止推侧轴承座螺栓断裂事故,导致循环水泵B停泵。检查发现,联轴器中间距离相较于年4月安装尺寸增大,径向对中情况变化不大;检查电机磁力线,发现电机磁力线位置指示出现偏差,导致联轴器安装尺寸错误。

3原因排查

3.1汽蚀造成振动大而致止推侧轴承座位移

循环水泵B的安装高度与循环水入口集水槽有一定的位差,若泵在启动时或运行中有汽蚀现象产生,会造成叶轮材料被汽蚀侵蚀,转子动平衡遭到破坏,轴承座振动大,进而导致止推侧轴承座位移。但循环水泵B大修中未发现其叶轮有明显的汽蚀迹象,故排除此项因素。

3.2

轴上零件松动致轴承振动大

若转子轴上安装的叶轮、锁母、轴套出现松动,会造成轴承振动大。但循环水泵B大修中未发现轴上零部件有松动,故排除此项因素。

3.3

泵轴弯曲变形致轴承振动大

若泵轴弯曲变形,会破坏转子的动平衡,转子出现动不平衡,进而造成轴承振动大。在循环水泵B的检修过程中,对泵轴各部位进行跳动检查,符合国家标准及泵厂技术要求,故排除此项因素。

3.4

叶轮设计缺陷致轴承座轴向移动

循环水泵B的叶轮设计为双吸式,不会产生轴向力,故可排除因叶轮设计问题而造成轴承座轴向移动的可能。

3.5

轴承座紧固螺栓松动及断裂致振动大

年7月循环水泵B止推侧轴承座发生位移,轴承座压盖晃动,一侧紧固螺栓断裂。检查止推轴承,没有发现轴承损坏和锁母松动;检查螺栓底螺纹,发现底螺纹滑扣,由此会降低轴承座的紧固力,引起轴承座振动。当时对底螺纹进行加深处理并将螺栓强度等级由8.8级提高至10.9级后,循环水泵B运行中振值没有变化,故排除此项因素。

3.6泵与电机对中偏差致振动大

检修过程中,对循环水泵B和电机进行对中检查,发现其对中存在严重偏差,泵中心低于电机中心,其中心偏差达到1.5mm,大大超过设计要求的径向偏差在±0.05mm的标准。泵与电机对中超过设计标准,会引起转子振幅增大,导致轴承振动增大,这应该是造成循环水泵B轴承座振动大的根本原因。

3.7

电机磁力线位置指示偏差致轴承座轴向移动

电机在运行中,磁力线的位置决定了运行中的联轴器位置,而联轴器的安装是电机静止时实现的,如果磁力线发生变化,会产生轴向力,轴向力会改变联轴器的安装距离,联轴器安装距离的变化会致轴向力传递到循环水泵B,引起转子轴产生位置变化。

年8月循环水泵B联轴器膜片破裂后,在电机单体试车时,用电机自带的指针在电机轴上作一个记号,电机停运后观察电机的指针停止位置,发现运行和静止时存在指示偏差,偏差达到2.5mm,且偏差方向与止推轴承座产生位移的方向一致。可见,电机运行和静止时的磁力线指示偏差使安装后的联轴器膜片受压,受压的轴向力传递到轴承,致使循环水泵B止推侧轴承座产生位移,最终导致止推侧轴承座螺栓断裂。

4处理措施

4.1泵与电机对中偏差的处理

4.1.1措施一

年循环水泵B在安装过程中,泵和电机底座分为两个不同的基础,泵安装配管完成后,电机中心高度高于泵的中心高度,中心高度偏差达到1.5mm,安装人员没有对电机底座进行调整,而是强行连接,造成循环水泵B原始开车振值超标。由于泵的进出口管道直径大,泵重量大,检修中不能实现泵的中心高度调整,经测量叶轮与口环间隙为1.5mm,为保证叶轮与口环不发生摩擦,当时只有通过在两端轴承座下最大增加0.5mm厚调整垫片的方式减少泵与电机的对中偏差。循环水泵B两端轴承座下增加调整垫片后,其径向振动有小幅下降,但仍未满足循环水泵B正常运行的要求,没有达到解决循环水泵B振动大问题的目的。

4.1.2措施二

年4月循环水泵B发生联轴器螺栓断裂后,利用专业检修公司在现场大修的机会,决定对电机底座进行彻底处理:对电机的4个地脚座进行光刀处理,使其底座高度降低2.5mm;同时,取出循环水泵B两端轴承座下0.5mm厚的调整垫片,电机与泵重新进行对中,对中精度控制在径向偏差±0.05mm、轴向偏差0.10mm范围内,确保联轴器中间距离同联轴器中间短节与膜片长度mm一致。启泵后,循环水泵B的径向和水平振值降至4.5mm/s以下,轴向振值还是在6mm/s以上。简言之,此次处理解决了循环水泵B径向和水平振动大的问题,但轴向振动大的问题还是没有解决,原因有待查明。

4.2

电机磁力线指示偏差的处理

对电机轴承结构进行分析,电机轴承为组合式径向止推滑动轴承,转子的轴向位移达到10mm,能够随着磁力线产生轴向位移。由于电机运行状态下的磁力线与静止状态时的磁力线指示有2.5mm的偏差,于是按照电机运行时磁力线的实际位置,将电机向远离泵的方向移动2.5mm,之后重新对中找正联接,保证联轴器中间距离控制在(±0.5)mm以内。年8月循环水泵B检修后重启,其径向、水平、轴向振值全部降至3.2~3.5mm/s,达到有关标准要求,一直稳定运行至今。

5结束语

综上所述,循环水泵B不能平稳运行的人为原因主要在于:①安装施工单位人员的技术水平欠佳,施工工期不够,监理单位的监督不到位,设备验收过程不完善,导致设备交付生产单位时就存在问题;②日常运行维护班组和参与循环水泵检修的人员没有交流,每一次故障出现都只是针对当时的状况进行处理,未深入探究运行状态与故障的关系,导致处理完一种故障后其他故障现象又开始出现。

历经多次检修,循环水泵B振动大的问题最终得到彻底解决,消除了甲醇装置循环水系统循环水泵不能长周期运行而造成的设备备用隐患。今后设备出现问题时,应加强各专业人员的协作,从多方面去查找与分析症结所在,并综合、全面地考虑解决问题的方法,不能“头痛医头、脚痛医脚”,如此,才能快速、彻底地解决问题,保证系统的安、稳、长、满、优运行。



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