魏奕博，龔春雷

(中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司，甘肅 蘭州 730060)

乙烯裂解裝置初餾區(qū)域的重油循環(huán)泵，主要利用從油洗塔塔釜采出重柴油經(jīng)重油循環(huán)泵送至稀釋蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生稀釋蒸汽，冷卻后的油品作為每臺(tái)裂解爐裂解氣的急冷油，降低裂解氣進(jìn)入油洗塔的溫度，該泵是裂解裝置的關(guān)鍵核心機(jī)泵，制約著整個(gè)裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行。重油循環(huán)泵由日本荏原公司制造，臥式單級(jí)雙吸入中心支撐的工藝泵，流量為1320 m3/h，揚(yáng)程為177(米液柱)，軸功率為765.2 kW。需要及時(shí)進(jìn)行原因分析并且根據(jù)原因開始下一步的對(duì)策進(jìn)行維修處理。

1 運(yùn)行現(xiàn)狀

重油循環(huán)泵在在運(yùn)行狀態(tài)下振動(dòng)大，振動(dòng)烈度最高時(shí)會(huì)達(dá)到20 mm/s，機(jī)泵運(yùn)行過程中軸承溫度明顯偏高，碳環(huán)密封有輕微泄漏，停機(jī)時(shí)透平碳環(huán)密封蒸汽泄漏量較大。

該泵的正常情況下的振動(dòng)烈度應(yīng)該在7.1 mm/s以下，20 mm/s已經(jīng)遠(yuǎn)超于標(biāo)準(zhǔn)值，已經(jīng)達(dá)到停機(jī)的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)。需要對(duì)重油循環(huán)泵進(jìn)行拆卸檢查。分別對(duì)透平機(jī)、減速器、泵體進(jìn)行問題排查。

2 原因分析

為了徹底查清機(jī)泵振動(dòng)大，軸承溫度高的問題，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查：

2.1 核對(duì)對(duì)中數(shù)據(jù)

進(jìn)行打表測(cè)量對(duì)中數(shù)據(jù)，實(shí)際值為：徑向0.22 mm，軸向0.10 mm標(biāo)準(zhǔn)值為：徑向0.10 mm，軸向0.05 mm。從對(duì)中數(shù)據(jù)可以看出已經(jīng)偏移標(biāo)準(zhǔn)值，軸不對(duì)中，振動(dòng)值變大。

圖1 核對(duì)對(duì)中數(shù)據(jù)

2.2 檢查透平軸瓦(薄壁瓦)

軸瓦是滑動(dòng)軸承和軸頸接觸的部分，形狀為瓦狀的半圓柱面，非常光滑，一般用青銅、減摩合金等耐磨材料制成。軸瓦材料通常較軟，內(nèi)圓柱面不宜用磨削法加工，可以采用鏜削、金剛鏜削、刮削或研磨法加工[1]。

打開透平殼體發(fā)現(xiàn)透平兩端軸瓦損傷嚴(yán)重并且存在變形，合金層機(jī)磨損、脫落，軸瓦基本燒壞，并且透平軸軸承部位有明顯磨損痕跡，碳環(huán)密封密封部位有磨損痕跡，軸端碳環(huán)密封磨損，梳齒已磨平。對(duì)透平軸進(jìn)行軸跳動(dòng)測(cè)量后發(fā)現(xiàn)：軸跳動(dòng)最大達(dá)到0.25 mm，標(biāo)準(zhǔn)跳動(dòng)0.02 mm，嚴(yán)重超過標(biāo)準(zhǔn)值。測(cè)量軸承部位軸徑，軸徑為89.45 mm，小于軸徑要求的最大偏差，說明軸已經(jīng)磨損，而碳環(huán)密封部位軸徑符合要求。測(cè)量軸瓦預(yù)緊力數(shù)據(jù)為：-0.02 mm，非驅(qū)動(dòng)端壓量數(shù)據(jù)為-0.04 mm，在正常范圍內(nèi)。

2.3 檢查變速箱

發(fā)現(xiàn)軸瓦(薄壁瓦)有輕微磨損，軸瓦座有修復(fù)痕跡，經(jīng)了解為手工修復(fù)后已經(jīng)變形，經(jīng)測(cè)量不同部位直徑，軸瓦座已非圓，導(dǎo)致高、低速軸兩側(cè)瓦座不同心。高、低速齒輪無損傷，主油泵齒輪有磨損的痕跡。測(cè)量軸瓦預(yù)緊力數(shù)據(jù)為：-0.03 mm，非驅(qū)動(dòng)端數(shù)據(jù)為-0.04 mm，在正常范圍內(nèi)。

圖2 磨損嚴(yán)重的軸承座

圖3 受損的軸瓦

2.4 檢查泵體的軸及軸承

泵體軸承為滾動(dòng)軸承，滾動(dòng)軸承是將運(yùn)轉(zhuǎn)的軸與軸座之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機(jī)械元件[2]。檢查軸承未發(fā)現(xiàn)明顯異常。泵軸無明顯損傷痕跡，對(duì)泵體軸進(jìn)行軸跳動(dòng)數(shù)據(jù)測(cè)量：跳動(dòng)在0.02 mm內(nèi)，表明泵體軸無變形。

2.5 檢查機(jī)泵潤滑油情況

發(fā)現(xiàn)潤滑油有乳化的現(xiàn)象，潤滑油中帶水。對(duì)潤滑油系統(tǒng)進(jìn)行檢查，油冷卻系統(tǒng)、蒸汽加熱系統(tǒng)、以及油箱其他部位，沒有發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，從運(yùn)行情況來看，該泵在停泵時(shí)由于碳環(huán)密封存在一定的泄漏，而變速箱軸端密封為迷宮密封，泄漏的蒸汽可以從密封進(jìn)入減速箱，最終進(jìn)入主油箱，因此可以斷定潤滑油帶水的原因是碳環(huán)密封泄漏導(dǎo)致潤滑油進(jìn)水引起。

由以上分析可以看出，機(jī)泵振動(dòng)大的原因是透平軸端密封的泄漏導(dǎo)致潤滑帶水，導(dǎo)致潤滑不良；正常運(yùn)行過程中由于潤滑不良，油膜成形不好，加劇了軸瓦及軸的磨損，使透平的振動(dòng)逐步增大；維修中對(duì)變速箱軸瓦座修復(fù)不到位，使變速箱高、低速軸均不同心，齒輪嚙合不佳，導(dǎo)致變速箱振動(dòng)大。以及維修時(shí)對(duì)中偏差大也是機(jī)泵振動(dòng)大的原因之一。

3 下一步的對(duì)策

3.1 重新對(duì)中

在后續(xù)檢修中，嚴(yán)格按照要求進(jìn)行對(duì)中，調(diào)節(jié)泵的對(duì)中位置后，重新進(jìn)行打表，打表實(shí)際情況為：達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

圖4 對(duì)中數(shù)據(jù)

3.2 透平軸采用激光熔敷維修

激光熔覆是指：通過同步或預(yù)置材料的方式，將外部材料添加至基體經(jīng)激光輻照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆層的工藝方法[3]。

透平軸采用激光熔敷修復(fù)后的數(shù)據(jù)：修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)需要達(dá)到原軸徑φ90 mm，修復(fù)后數(shù)據(jù)達(dá)到原軸徑φ90 mm，表明透平軸采用激光熔覆修復(fù)成功。將磨損軸端支撐瓦部分進(jìn)行更換處理。維修人員更換新的軸瓦，軸瓦瓦量為：東邊0.08 mm，西邊0.09 mm。

3.3 變速箱高、低速軸維修

對(duì)于軸瓦座手工打磨的痕跡，因?yàn)槭鞘止げ僮?，存在誤差，已經(jīng)變形，已非圓，兩側(cè)瓦座不同心，不能保證軸瓦的位置正確，也會(huì)使振動(dòng)變大。齒輪磨損修復(fù)，需要整體更換變速箱。

更換變速箱后需要重新找正，從變速箱找泵非驅(qū)動(dòng)端找正數(shù)據(jù)如下：軸向0.01 mm，徑向0.05 mm。找正數(shù)據(jù)在機(jī)泵使用標(biāo)準(zhǔn)0.10 mm的允許范圍之內(nèi)。

3.4 泵體軸承和軸

泵體軸承和軸完好，沒有變形磨損，進(jìn)行清理維護(hù)。

3.5 碳環(huán)密封

碳環(huán)密封的結(jié)構(gòu)包括環(huán)形密封腔體和環(huán)形軸套[4]，對(duì)碳環(huán)密封進(jìn)行修復(fù)或者更換，并且保證軸的光滑度確保碳環(huán)密封的效果。另外，為了保證機(jī)泵今后的正常運(yùn)行，需要按照規(guī)定定期對(duì)潤滑油進(jìn)行油質(zhì)分析，保證潤滑油的潤滑效果。

3.6 潤滑油

潤滑油是用在各種類型汽車、機(jī)械設(shè)備上以減少摩擦，保護(hù)機(jī)械及加工件的液體或半固體潤滑劑[5]。定期檢查郵箱潤滑油，確保油質(zhì)合格，并定期更換潤滑油。

4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)

表1 重油循環(huán)泵開車實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)

表1數(shù)據(jù)為維修改造之前泵運(yùn)行數(shù)據(jù)和改造后的開車運(yùn)行數(shù)據(jù)，可以看出重油循環(huán)泵在維修改造后振動(dòng)和溫度有了明顯的變化。

機(jī)泵改造后運(yùn)行數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)速在1400～1489 r/min的情況下，振動(dòng)值在振動(dòng)烈度表的運(yùn)行良好范圍內(nèi)。

5 結(jié) 論

通過對(duì)重油循環(huán)泵之前存在問題的分析，針對(duì)性的進(jìn)行了對(duì)變速箱、軸瓦的更換，還有對(duì)聯(lián)軸器側(cè)軸的激光熔覆修復(fù)，對(duì)軸承座的重新找中和最后連接驅(qū)動(dòng)端和非驅(qū)動(dòng)端的找正工作。開車時(shí)，機(jī)泵振動(dòng)在2.1 μm左右，屬于運(yùn)行良好范圍內(nèi)。還對(duì)碳環(huán)密封進(jìn)行維修，保證潤滑油的潤滑效果。解決了重油循環(huán)泵振動(dòng)值大，機(jī)泵外殼溫度過高的問題。