CO₂吸收塔進料泵故障原因分析及處理

摘 要：吸收塔進料泵多次抱軸和殼體沖刷磨損的故障原因進行分析，采取了有效的處理手段解決了故障。

關(guān)鍵詞：吸收塔進料泵 抱軸 殼體磨損 激光熔覆

1.簡介

中國石油化工股份有限公司安慶分公司“煤制氫”裝置，包括氣化、凈化、空分三套核心裝置，配套采用德國魯奇低溫甲醇洗工藝和托普索工藝的氨合成裝置，2006年11月18日一次開車成功。

CO2吸收塔進料泵是低溫甲醇洗單元的關(guān)鍵設(shè)備，是將再生后的甲醇加壓后作為吸收塔的吸收劑和再生塔的再生溶劑。該泵泵頭為Goulds Pumps生產(chǎn)，采用DVMX 8th型水平中開軸向剖分結(jié)構(gòu)的高溫高壓離心式化工流程泵，8X10X14 1/2 H/H-4 St型，設(shè)計制造符合API 610 8th要求。軸端密封采用John Crane生產(chǎn)的雙端面干氣密封。選配電機為佳木斯電機股份有限公司生產(chǎn)的YAKK6301-2型。聯(lián)軸器為美國METASTREAM公司生產(chǎn)的膜片式撓性聯(lián)軸器。

該泵轉(zhuǎn)子于2009年2月國產(chǎn)化，更換為合肥華升泵閥有限公司測繪設(shè)計制造的國產(chǎn)化轉(zhuǎn)子。

CO2吸收塔進料泵在運行過程中發(fā)生過多次抱軸、干氣密封泄露故障，和最近發(fā)生的殼體沖刷腐蝕現(xiàn)象。

2.抱軸情況

CO2吸收塔進料泵多次出現(xiàn)轉(zhuǎn)子抱軸事故，多發(fā)生于正常停車盤車和裝置檢修長停后。

2011年9月9日，在開車過程中，兩側(cè)干氣密封同時出現(xiàn)大量泄漏，隨后停泵準備進行更換，同時對該泵進行盤車，發(fā)現(xiàn)在盤車過程中力矩逐漸增大，最終在盤車三圈后無法動作。隨后退出干氣密封再次盤車依然無法轉(zhuǎn)動，拆除非驅(qū)動端軸承座后發(fā)現(xiàn)止推軸承沒有明顯損壞，經(jīng)判斷為口環(huán)或節(jié)流襯套磨損卡澀，決定揭蓋解體大修。

2.1.拆檢情況

揭蓋后發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)子葉輪口環(huán)、殼體口環(huán)、節(jié)流襯套均有不同程度的損壞，見圖1

圖1

2.2.故障原因分析

口環(huán)與節(jié)流襯套磨損是盤不動車的主要原因，導(dǎo)致此原因，有如下幾種可能：

2.2.1.裝置檢修長停后，由于介質(zhì)較臟，排盡后有固體顆粒物殘留在各級殼體口環(huán)與葉輪口環(huán)和節(jié)流襯套與軸套之間，長時間放置后液體蒸發(fā)固體殘留，再次啟動泵后造成嚴重磨損。

2.2.2.該泵轉(zhuǎn)子國產(chǎn)化后，殼體口環(huán)和節(jié)流襯套材質(zhì)改用1Cr13，材質(zhì)硬度較316L硬度低，殼體口環(huán)與葉輪口環(huán)之間存在雜物后會造成卡澀，啟動后出現(xiàn)磨損。

2.2.3.殼體口環(huán)與葉輪口環(huán)，級間襯套之間的間隙過小。

2.2.4.該泵葉輪口環(huán)是后加工裝配的，采用四點焊接固定，長時間運行后，葉輪口環(huán)點焊脫落，形成移位，影響與殼體口環(huán)之間的配合造成磨損。

2.3.處理方法

2.3.1.長停狀態(tài)下，定期盤車和利用泵體底部排液閥排放泵腔內(nèi)的甲醇，已達到繞動和排出部分沉淀物，使固態(tài)顆粒殘留量降低的目的。

2.3.2.增大殼體口環(huán)與葉輪口環(huán)、軸套與級間襯套和軸瓦的間隙。原軸瓦側(cè)隙為0.2mm，更換測繪制造新軸瓦側(cè)隙為0.08mm；原一級與二級級間密封、四級與三級級間密封徑向間隙0.15mm，修改為0.35～0.40mm，一級和三級口環(huán)一端間隙偏小手工修磨；為防止動靜部件碰磨咬合，調(diào)整二、四級之間軸套和級間襯套間隙為0.45～0.50 mm，葉輪口環(huán)與殼體口環(huán)套裝配間隙為0.35—0.45 mm。

2.3.3.對葉輪口環(huán)重新攻絲打眼緊固銷釘并焊死磨平，防止晃動。

2.4.處理效果

2012年3月13日開車后，未發(fā)生此類抱軸故障，達到預(yù)期效果。

3.殼體沖刷磨損

2013年1月15日，該泵在啟動后出現(xiàn)兩端干氣密封大量泄漏，因該泵兩端密封為新更換密封，因此排除干氣密封自身故障的可能性，決定對該泵進行解體大修。

3.1.拆檢情況

拆檢后發(fā)現(xiàn)，該泵上、下殼體裝配靜環(huán)部位及支撐軸套座均有嚴重沖刷、磨損，深2mm-5mm，與殼體口環(huán)配合的滑槽沖刷變形。

3.2.故障原因分析

殼體與殼體口環(huán)和級間襯套背側(cè)為靜止區(qū)，因無介質(zhì)流動效果，但造成該泵殼體沖刷磨損，其主要原因應(yīng)該是殼體口環(huán)和級間襯套與殼體的裝配尺寸出現(xiàn)誤差，導(dǎo)致此原因，有如下幾種可能：

3.2.1.殼體口環(huán)與級間襯套是后期國產(chǎn)化加工，其背側(cè)止推筋的寬度與原殼體止推滑槽寬度存在誤差，造成裝配后，殼體口環(huán)與級間襯套在殼體內(nèi)竄動。

3.2.2.殼體口環(huán)與級間襯套是兩半結(jié)構(gòu)，在同圓度上與殼體配合存在誤差，造成其背側(cè)與殼體產(chǎn)生縫隙，因而產(chǎn)生介質(zhì)流動，對其沖刷。

3.3.處理方法

對殼體和轉(zhuǎn)子磨損部位進行激光熔覆，口環(huán)和級間襯套以修復(fù)后的尺寸進行加工。修復(fù)前后對比如圖2所示。

3.3.3.殼體內(nèi)孔共12個滑槽均已按原始尺寸復(fù)型，其中：寬5mm×深5mm9個；寬9.8mm×深6mm1個；寬10mm×深5mm2個。

3.3.4.上、下殼體修復(fù)后組裝進行動平衡校驗。

3.4.處理效果

該泵運行1a后未出現(xiàn)繼續(xù)沖刷磨損的現(xiàn)象，基本達到預(yù)期效果。

4.結(jié)束語

多級CO2吸收塔進料泵是煤制氫裝置低溫甲醇洗的關(guān)鍵設(shè)備，露天安裝，轉(zhuǎn)子抱軸和殼體磨損只有揭蓋解體大修，且需動用25t吊車，3t叉車，檢修耗時48h以上，通過對故障原因的分析、處理較好的解決了轉(zhuǎn)子抱軸和殼體磨損的問題，為降低維修成本及裝置長周期運行提供了保障。

作者簡介：

吳煒鵬（1982-）男，化工機械助理工程師。2004年畢業(yè)于安徽理工大學(xué)化工機械與檢測技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)在中石化安慶分公司化肥部從事設(shè)備管理工作。