丁德江 陳浩 于英 張艷全 韓金瑞

（中國石油獨山子石化公司設(shè)備檢修公司，新疆獨山子，833699）

引言

某裝置真空液環(huán)泵是利用液環(huán)壓縮機原理，通過兩級葉輪作用，利用乙苯形成液環(huán)，對生產(chǎn)所需要的苯乙烯蒸汽進行抽離，主要作用是將反應(yīng)器內(nèi)的苯乙烯蒸汽進行及時的抽離，保持系統(tǒng)負壓，確保物料進行有效反應(yīng)。該泵出現(xiàn)故障將影響物料正常反應(yīng)，導致無法生產(chǎn)合格產(chǎn)品，因此必須確保該泵安全穩(wěn)定長周期運行。

1 真空液環(huán)泵設(shè)備及工藝簡介

1.1 真空液環(huán)泵主要運行參數(shù)

某車間聚苯乙烯裝置真空液環(huán)泵為兩級液環(huán)壓縮泵，工作液為乙苯，輸送介質(zhì)為苯乙烯蒸汽。設(shè)備其本參數(shù)如表1所示：

表1 設(shè)備參數(shù)

1.2 真空液環(huán)泵工藝簡介

某裝置兩條生產(chǎn)線有兩套真空包系統(tǒng)，每個真空包系統(tǒng)有一臺真空泵，兩臺真空風機。反應(yīng)器內(nèi)物料反應(yīng)會產(chǎn)生苯乙烯蒸汽，為保證正常反應(yīng)產(chǎn)出合格聚苯乙烯，反應(yīng)器內(nèi)應(yīng)保持負壓，該工藝由真空系統(tǒng)來完成，由液環(huán)泵進行初次抽離，然后送至一級真空風機和二級真空風機，共同作用達到滿足物料反應(yīng)的工藝真空度。

2 設(shè)備運行狀態(tài)及故障現(xiàn)象

2.1 設(shè)備介紹

某廠某裝置共有兩臺液環(huán)真空泵，真空液環(huán)泵共有兩級葉輪，采用雙端支撐，由電動機驅(qū)動，兩端各有一個博格曼機械密封，利用乙苯作為工作液，主要對苯乙烯蒸汽氣體進行抽離，保障系統(tǒng)真空度。內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下所示

圖1 液環(huán)泵結(jié)構(gòu)圖

2.2 故障現(xiàn)象

該泵于xx年10月水運試機正常，11月下旬投料試運行B泵于夜間出現(xiàn)卡停，現(xiàn)場盤不動車，立即進行搶修，在拆檢過程中同日A泵同樣出現(xiàn)卡停，無法啟動，立即進行搶修。

3 液環(huán)泵拆檢情況及卡停原因分析

3.1 液環(huán)泵拆檢情況

對兩臺液環(huán)泵進行檢修解體檢查，在拆檢過程中發(fā)現(xiàn)兩臺液環(huán)泵兩端軸承完好盤轉(zhuǎn)正常（圖2、圖3）。葉輪端面與隔板均有摩擦痕跡（圖4、圖5）

圖2 定位端軸承

圖3 非定位端軸承

圖4 A泵葉輪端面

圖5 B泵葉輪端面

3.2 液環(huán)泵卡停原因分析

根據(jù)拆檢情況發(fā)現(xiàn)葉輪與端板產(chǎn)生摩擦咬死是液環(huán)泵卡停的直接原因，葉輪如何與端板產(chǎn)生接觸摩擦并咬死需進一步分析。

3.2.1 材質(zhì)缺陷因素檢查

因某裝置介質(zhì)內(nèi)含有一定量的氯離子，對金屬材料有較強的腐蝕性，所以設(shè)備購置對材料進行了明確要求，需要耐氯離子腐蝕較好的316不銹鋼，不銹鋼材質(zhì)接觸摩擦時易產(chǎn)生積瘤并逐漸增大，并最終導致咬合卡死，所以要保證葉輪軸向定位，不能有偏斜，且與端板保持足夠的間隙，零部件材質(zhì)不能有氣孔、裂紋及剝落等缺陷，對零部件檢查表面光滑，未見剝落等材質(zhì)缺陷。

3.2.2 尺寸數(shù)據(jù)因素檢查

對機械數(shù)據(jù)進行測量檢查，考慮軸彎曲影響對軸進行跳動檢查，軸跳動0.01mm，在標準范圍內(nèi)。測量二級葉輪間隔環(huán)內(nèi)高100.52mm，一級葉輪間隔環(huán)內(nèi)高200.55mm，實測葉輪高度與間隔環(huán)高度差0.50mm，打表檢查葉輪與隔板總竄量0.38mm，廠方告知技術(shù)數(shù)據(jù)間隔環(huán)與葉輪總間隙0.5mm左右，一二級總竄量0.4左右，數(shù)據(jù)一致，但是實測軸向總竄量為0.38mm，單邊不足0.2mm，間隙過小，同時考慮隔板和間隔環(huán)的垂直度、平行度加工誤差影響，實際運行葉輪與隔板間隙過小，有些許異物都會導致摩擦起瘤卡死，同時還需考慮金屬材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的熱脹冷縮系數(shù)影響，可確定為故障原因之一。

圖6 A泵葉輪端面

圖7 A泵葉輪端面

3.2.3 設(shè)計參數(shù)因素檢查

查閱設(shè)備資料，設(shè)備性能參數(shù)滿足工藝要求，排除設(shè)備超負荷運行軸向力過大引起軸竄動可能性，但是發(fā)現(xiàn)設(shè)備工作環(huán)境設(shè)計參數(shù)與實際工作環(huán)境不符，設(shè)計工作溫度為-20℃-40℃，而實際工況冬季環(huán)境氣溫低溫時可達到-35℃，超過設(shè)計值，熱脹冷縮與溫度成一定 的線性關(guān)系，所以溫度越低，冷縮越大，間隙越小，結(jié)合尺寸檢查數(shù)據(jù)，測量有間隙但還是出現(xiàn)碰磨咬死現(xiàn)象，且卡停故障均發(fā)生在低溫時段，可確定為兩臺液環(huán)泵均發(fā)生卡停的根本原因是設(shè)計環(huán)境參數(shù)不滿足實際環(huán)境要求，未考慮熱脹冷縮余量或預(yù)留余量不足，是導致真空液環(huán)泵無法正常運行的根本原因。

圖8 設(shè)備資料設(shè)備工作環(huán)境

4 故障處理及改進措施

4.1 葉輪改造

根據(jù)已確定的原因，結(jié)合設(shè)備設(shè)計預(yù)留余量，對葉輪進行修車改造，增大葉輪竄量及葉輪與端板間隙，防止低溫時再次發(fā)生碰磨，對葉輪進行切削，產(chǎn)品設(shè)計時間隙預(yù)留余量，總間隙放大至0.6mm設(shè)備性能仍可滿足工藝提出的工藝要求值，設(shè)備采購時也預(yù)留了余量，所以對葉輪端面進行了0.2mm的修車 ，改造后軸向總竄量0.63-0.67mm（垂直度及加工累積誤差影響，壓蓋螺栓緊死后松開會回彈0.05mm左右），百分表實測計算竄量為0.63mm，并以此尺寸進行葉輪軸向位置調(diào)整一二級葉輪與端板間隙，使葉輪兩端與隔板及端板都保持有0.3mm左右的軸向間隙。

4.2 配件修復(fù)

隔板端面因碰磨產(chǎn)生肌瘤凸起，對隔板端面進行修復(fù)，去除高點消除摩擦損傷影響保障檢修質(zhì)量，相關(guān)數(shù)據(jù)均符合檢修標準，投用正常。裝置正常開工投產(chǎn)，目前兩臺真空液環(huán)泵已穩(wěn)平穩(wěn)運行至今。

5 結(jié)語

本文通過系統(tǒng)的排查分析，準確找到了引起液環(huán)泵卡停的設(shè)計缺陷，有針對性的提出改造方案并成功解決卡停故障，保障裝置順利投產(chǎn)盈利，延長了設(shè)備的運行周期，降低了檢修頻次。避免了因頻繁故障造成的經(jīng)濟損失，對石化公司提質(zhì)增效起到積極作用。對同類機泵在故障分析及處理方面積累成功案例，具有較好的推廣作用。