楊永平

（中國(guó)石化廣州分公司，廣東 廣州 510726）

一、存在問(wèn)題

中國(guó)石化廣州分公司聚苯乙烯裝置脫揮器真空系統(tǒng)中有八臺(tái)進(jìn)口的高轉(zhuǎn)數(shù)羅茨式真空泵，2005年2月以來(lái)多次出現(xiàn)振動(dòng)大、噪聲大、電機(jī)過(guò)載等現(xiàn)象。拆檢后發(fā)現(xiàn)殼體表面有劃傷，轉(zhuǎn)子葉片表面有粘連損傷。

1.工藝流程簡(jiǎn)介

脫揮真空系統(tǒng)由三級(jí)真空泵串聯(lián)在一起工作達(dá)到所需的真空度要求，三級(jí)真空指標(biāo)分別為7kPa、1.3kPa、0.13kPa。單生產(chǎn)線示意圖見(jiàn)圖1。

2．真空泵具體參數(shù)

表1是聚苯乙烯真空泵技術(shù)參數(shù) (制造廠：BROOK/HEHSEN)。

二、原因分析

1．影響羅茨真空泵負(fù)荷偏大的因素

（1）上游系統(tǒng)對(duì)真空泵工作狀況的影響：

從脫揮器出來(lái)的氣相介質(zhì)需要經(jīng)過(guò)冷凝，回收冷凝液并維持脫揮器的真空度，不凝氣由真空泵抽走維持系統(tǒng)所需要的真空度，冷凝效果不好使得不凝氣的流量增加及溫度上升，導(dǎo)致真空泵B7的工作狀態(tài)惡化，進(jìn)一步影響了真空泵B4的工作狀態(tài)。這一點(diǎn)在臨近裝置停工大修期或高溫季節(jié)中特別明顯，夏季是真空泵故障頻發(fā)季節(jié)。

（2）噴射真空泵效能降低的影響：

在真空脫揮系統(tǒng)中所有設(shè)備材質(zhì)均為碳鋼，噴射液在正常使用過(guò)程中呈酸性，真空系統(tǒng)泵在正常使用過(guò)程中，不可避免地出現(xiàn)因泵體內(nèi)腐蝕，泵送壓力和流量達(dá)不到要求。另外，噴射液噴嘴沖蝕再加上夏天換熱器E7冷卻效果差，導(dǎo)致循環(huán)液溫度高，這樣就降低了噴射真空泵抽真空的能力，造成噴射真空泵、羅茨真空泵、真空接力泵的三級(jí)效能分配不合理，后兩級(jí)的羅茨真空泵、真空接力泵的負(fù)荷偏大（見(jiàn)表2）。

表1 聚苯乙烯真空泵技術(shù)參數(shù)

表2 B7、B4進(jìn)出口壓力 kPa

2.產(chǎn)生振動(dòng)超標(biāo)和噪聲的原因

（1）真空接力泵的負(fù)荷偏大：

真空泵出入口兩側(cè)的壓差，產(chǎn)生了振動(dòng)和噪聲。這是由羅茨式真空泵的脈動(dòng)特性決定的，在出入口兩端壓差過(guò)大的情況下，加劇了運(yùn)行中真空泵的振動(dòng)和噪聲。

（2） 噴淋效果差：

羅茨真空泵入口噴入乙苯，在轉(zhuǎn)子與汽缸之間形成液封，這樣即減少泄漏、提高容積效率，又可以除去部分真空泵本體的熱量。但過(guò)量的乙苯會(huì)使噴淋液霧化不好，產(chǎn)生氣液夾帶，沖擊風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子，在直葉轉(zhuǎn)子空腔內(nèi)積累了噴淋液，影響動(dòng)不平衡，加劇了直葉轉(zhuǎn)子的振動(dòng)（設(shè)備檢修后開(kāi)車(chē)振動(dòng)值見(jiàn)表3）。

3.真空泵轉(zhuǎn)子與殼體發(fā)生損壞及跳車(chē)的原因

（1） 羅茨真空泵轉(zhuǎn)子與殼體材料不同，熱膨脹系數(shù)也不同。在羅茨真空泵入口噴淋的乙苯過(guò)少起不到應(yīng)有的作用，這會(huì)造成出口溫度超溫，各部間隙發(fā)生變化，產(chǎn)生貼合摩擦現(xiàn)象，引發(fā)劇烈和超負(fù)荷跳車(chē)（正常轉(zhuǎn)子尺寸及間隙見(jiàn)圖2）。

（2） 原設(shè)計(jì)羅茨真空泵固定端用波紋彈性墊與彈性擋圈（見(jiàn)圖3） 調(diào)整預(yù)留間隙，由于彈性擋圈的開(kāi)口間隙較大，預(yù)留間隙較難調(diào)整。軸承定位設(shè)計(jì)的不合理引起了轉(zhuǎn)子軸向定位性差，發(fā)生轉(zhuǎn)子與殼體端板相摩擦，端板上出現(xiàn)摩擦熱裂紋，將引起超負(fù)荷跳車(chē)。

（3） 與羅茨真空泵體連接的出入口管為剛性連接，存在管道應(yīng)力，連接后引起機(jī)殼變形，使羅茨真空泵內(nèi)各部間隙發(fā)生變化，運(yùn)行后發(fā)生轉(zhuǎn)子與殼體間隙過(guò)小相摩擦粘連、劃傷的現(xiàn)象。

三、解決問(wèn)題的措施

（1） 對(duì)E6、E7、E8換熱器進(jìn)行管束清洗，提高換熱效率。

（2） 修復(fù)真空系統(tǒng)泵P-7A/B泵，恢復(fù)其泵應(yīng)有的噴射液壓力和流量。

（3） 更換噴射真空泵，改換材質(zhì)，提高和改善泵抽真空的性能。

（4）在羅茨真空泵入口乙苯噴淋管線上加裝流量計(jì)，控制噴入乙苯的量，將出口溫度穩(wěn)定控制在60℃，增加操作的精準(zhǔn)度。

（5） 冬季操作時(shí)，滿足真空度的情況下，打開(kāi)旁路閥以降低真空泵的負(fù)荷。

圖2 轉(zhuǎn)子尺寸及各處間隙

表3 真空泵設(shè)備檢修后振動(dòng)值 mm/s

圖3 轉(zhuǎn)子軸承部位裝配圖

（6）全面檢測(cè)殼體、轉(zhuǎn)子、端板上的軸承孔的幾何尺寸及形變，殼體、轉(zhuǎn)子著色探傷檢查有無(wú)裂紋。

（7）將波紋彈性墊改為平墊圈，根據(jù)機(jī)殼與轉(zhuǎn)子的端面應(yīng)預(yù)留的間隙，在軸承外圈與平墊圈之間預(yù)留0.1mm的間隙。

（8）在真空泵的進(jìn)出口處加裝膨脹節(jié)以消除管道應(yīng)力。

（9）保持噴射液為中性，定期檢測(cè)循環(huán)噴射液，優(yōu)化中和方法，減少對(duì)設(shè)備的沖蝕損壞。

上述所采取的措施達(dá)到了預(yù)期的效果，整改后八臺(tái)真空泵運(yùn)行平穩(wěn)，滿足了生產(chǎn)的要求，并在夏季高溫季節(jié)中通過(guò)了考驗(yàn)。