摘 要：針對(duì)在大連石化公司新區(qū)加氫裂化裝置調(diào)試及開工初期，進(jìn)料泵出現(xiàn)的一系列問題和在維修過程中又出現(xiàn)的問題以及處理措施應(yīng)注意的事項(xiàng)，本文將其歸納并進(jìn)行分析，同時(shí)在職工中進(jìn)行交流，以便使大多數(shù)職工對(duì)該泵有所了解，能使職工在今后維修該泵或同類泵時(shí)能有所幫助。

關(guān)鍵詞：Lomakin效應(yīng) 密封環(huán)（口環(huán)） 流體動(dòng)力軸承

中圖分類號(hào)：TH3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2012）12（a）-0074-01

加氫裂化進(jìn)料泵是美國(guó)FLOWSERVE公司生產(chǎn)的雙層殼體高壓泵。轉(zhuǎn)速4500 rpm；揚(yáng)程2179 m；流量973 m3/h，目前是世界上最大的泵。

1 泵的結(jié)構(gòu)特征

加氫裂化進(jìn)料泵的結(jié)構(gòu)特征為通過外部的圓筒體和帶有一環(huán)形聯(lián)接面的大端蓋將水平剖分的內(nèi)殼體包裹在其中。在內(nèi)外殼體之間充滿壓力為出口壓力的液體，外殼體承受膨脹應(yīng)力和拉伸應(yīng)力，相比之下，內(nèi)殼體僅僅承受壓縮應(yīng)力。內(nèi)殼體為水平剖分蝸殼式，軸承支架鑄造在兩側(cè)的端蓋上。軸瓦采用徑向瓦和止推瓦形式；在三級(jí)及五級(jí)葉輪中間采用中間托瓦形式。軸向力的平衡裝置采用平衡套及平衡管的形式。轉(zhuǎn)子長(zhǎng)徑比較大，屬于細(xì)長(zhǎng)軸。吸入管、排出管均垂直向上布置。在不拆除外筒體及出入口管線的情況下，可以將內(nèi)殼體及轉(zhuǎn)子拖出。

2 該泵在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題

（1）在裝置調(diào)試階段出現(xiàn)的問題在加氫裂化裝置開工初期調(diào)試階段，P1703/A及P1703/S泵同時(shí)出現(xiàn)過盤車卡澀現(xiàn)象。（2）在出現(xiàn)上述問題后進(jìn)行搶修的過程中存在的問題加氫進(jìn)料泵P1703/S在解體后發(fā)現(xiàn)一、二級(jí)葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)發(fā)生蹭磨，而后我們對(duì)其葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)之間的間隙進(jìn)行放大處理。該泵的葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)的直徑間隙為0.50 mm；為了使泵能夠正常運(yùn)行，我們采取將泵葉輪密封環(huán)進(jìn)行車削處理，將其直徑間隙放大到0.60 mm。同時(shí)又發(fā)現(xiàn)平衡鼓與平衡套之間的泄漏縫亦存在咬合現(xiàn)象，為此我們將該直徑間隙由0.40 mm擴(kuò)大到0.45 mm。處理完以上項(xiàng)目后，將泵回裝。然而在回裝過程中，安裝機(jī)械密封時(shí)，為了對(duì)準(zhǔn)軸套鍵而將該泵進(jìn)行盤車，結(jié)果又造成三、四級(jí)葉輪密封環(huán)發(fā)生蹭磨。我們又再一次解體，處理三四級(jí)葉輪密封環(huán)間隙。當(dāng)我們這一次處理完后，在回裝泵的過程中又再一次犯同樣的錯(cuò)誤，造成中間托瓦處蹭磨，只不過這一次與上次不同之處是在安裝聯(lián)軸器時(shí)發(fā)生的。

3 對(duì)以上問題進(jìn)行分析

出現(xiàn)第一次問題的原因是由于系統(tǒng)管線在水聯(lián)運(yùn)階段并未清掃干凈，管線內(nèi)存在大量的鐵銹和焊渣等雜質(zhì)。而在調(diào)試初期，為了不出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，將入口過濾器拆除，這樣造成在運(yùn)行泵過程中，雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)殼體密封環(huán)與葉輪密封環(huán)之間的泄漏縫中，從而導(dǎo)致開泵時(shí)盤車卡澀，直至最后抱死。該泵之所以出現(xiàn)密封環(huán)咬死現(xiàn)象，最初的原因是由于裝置在開工初期，水聯(lián)運(yùn)階段沒有將管線徹底清掃干凈，殘留的雜質(zhì)進(jìn)入泵內(nèi)，將密封環(huán)蹭磨。

而在搶修時(shí)期，重復(fù)兩次出現(xiàn)密封環(huán)咬死現(xiàn)象，完全是由于工人操作水平缺乏，對(duì)該泵的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)不夠造成的。該泵是滑動(dòng)軸承支承，當(dāng)兩端的端蓋沒有就位，滑動(dòng)軸承沒有安裝的情況下，轉(zhuǎn)子是完全落在殼體密封環(huán)上的，葉輪密封環(huán)與殼體密封環(huán)是接觸的。在這種情況下盤車勢(shì)必造成密封環(huán)之間的干磨擦，出現(xiàn)密封環(huán)咬死現(xiàn)象。

在對(duì)密封環(huán)進(jìn)行處理的過程中，又不能將其間隙過度放大，否則會(huì)造成該泵流量、揚(yáng)程等性能下降；同時(shí)還會(huì)由于密封環(huán)間隙過大，造成Lomakin效應(yīng)的喪失。Lomakin效應(yīng)的喪失亦會(huì)導(dǎo)致密封環(huán)的磨損進(jìn)一步增大以及泵在運(yùn)行過程中出現(xiàn)振動(dòng)、噪音加劇等現(xiàn)象。從而造成惡性循環(huán)。

所謂的Lomakin效應(yīng)，在實(shí)際泵的正常運(yùn)行中，轉(zhuǎn)子是浸沒在泵送液體中的，液體流過一個(gè)或多個(gè)小的環(huán)形面積，而這些環(huán)形面積則是由把泵隔成不同壓力區(qū)域的間隙形成的，例如在密封環(huán)（口環(huán)）、級(jí)間襯套或平衡裝置處。這個(gè)液體的流動(dòng)產(chǎn)生了所謂的流體動(dòng)力軸承效應(yīng)，而且實(shí)際上把轉(zhuǎn)子從兩個(gè)泵外軸承支承的形式轉(zhuǎn)變?yōu)橛杀盟鸵后w潤(rùn)滑的多個(gè)附加內(nèi)部軸承的支承形式。這種現(xiàn)象稱為L(zhǎng)omakin效應(yīng)。（摘自Pump Handbook（third edition））

由于Lomakin效應(yīng)的結(jié)果，軸在運(yùn)行中的撓度要比其在空氣中運(yùn)行時(shí)的撓度有所減小，這種效應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，尤其對(duì)多級(jí)泵而言，是可以使用較長(zhǎng)或較細(xì)的軸。P1703的軸就屬于細(xì)長(zhǎng)軸，一旦Lomakin效應(yīng)喪失，對(duì)泵極為不利。

流體動(dòng)力軸承效應(yīng)取決于：（1）壓差。（2）間隙。由于內(nèi)部間隙隨著沖蝕和接觸磨損而增加，壓差隨之降低，這一支承效應(yīng)會(huì)明顯降低。

鑒于以上因素，對(duì)該泵的密封環(huán)的修復(fù)是絕對(duì)不允許間隙過份增加的。該泵的兩端的軸承體均鑄造在兩側(cè)的大蓋上，在大蓋未安裝的情況下，整個(gè)轉(zhuǎn)子是完全施加在內(nèi)殼體上，葉輪密封環(huán)、平衡鼓等與殼體密封環(huán)及平衡鼓套是直接接觸的，若在此種情況下盤車，將會(huì)造成干摩擦，導(dǎo)致密封環(huán)之間的咬死。

為了保證密封環(huán)不發(fā)生咬死，還應(yīng)考慮另外一個(gè)因素，那就是軸的撓度。軸的撓度對(duì)泵的正常運(yùn)行亦是存在較大的影響。通常情況下，泵軸的撓度大致與軸的跨度的4次方成正比，而與軸徑的平方成反比。為了保持密封環(huán)處的內(nèi)部間隙，通常將泵的撓度設(shè)定在0.127～0.152 mm。

4 預(yù)防及改進(jìn)措施

（1）制定詳細(xì)的施工工序。（2）該泵在檢修過程中，當(dāng)兩端的支承軸承未安裝的情況下，絕對(duì)不允許盤車；否則會(huì)造成動(dòng)靜體磨擦咬死。（3）密封環(huán)（口環(huán)）、級(jí)間襯套或平衡裝置處的間隙應(yīng)符合制造廠提供的標(biāo)準(zhǔn)，如果過度加大，會(huì)造成LOMAKIN效應(yīng)喪失，進(jìn)一步促進(jìn)動(dòng)靜體的磨擦咬死。（4）在以上所述間隙增大情況下，并且泵在運(yùn)行一段時(shí)間后，再次檢修時(shí)應(yīng)著重檢查支承軸承以及止推軸承的磨損情況。因?yàn)楫?dāng)泵內(nèi)部間隙變化時(shí)，會(huì)改變軸承的受力狀況。（5）盡可能不頻繁切換泵。（6）確定軸的撓度是否在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。（7）內(nèi)殼體及轉(zhuǎn)子組裝完后，在運(yùn)輸過程中要對(duì)轉(zhuǎn)子與內(nèi)殼體之間采取定位措施；以避免在運(yùn)輸時(shí)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與殼體碰撞、摩擦。

5 結(jié)論

加氫裂化進(jìn)料泵在整個(gè)裝置中處于核心地位。如果進(jìn)料泵出現(xiàn)問題，整個(gè)裝置將會(huì)停工。整個(gè)裝置的停工又會(huì)給其它裝置造成波動(dòng)。該泵按其結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)施屬于泵組。又鑒于它的重要性以及結(jié)構(gòu)特征，對(duì)該泵組應(yīng)按機(jī)組對(duì)待。在維修過程中要打破以往普通機(jī)泵的維修理念，而應(yīng)以檢修機(jī)組的程序及標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工。

參考文獻(xiàn)

[1]泵手冊(cè)[M].3版.中國(guó)石化出版社.

[2]FLOWSERVE公司提供的加氫裂化進(jìn)料泵使用說明書[M].

[3]葉片泵設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[4]離心泵設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社.