漠大線輸油主泵運(yùn)行中常見故障分析與處理

費(fèi)繼濤 吳振寧 宋成銘 張本新 段慧蕊 李云竹(.加格達(dá)奇輸油氣分公司， 黑龍江 大興安嶺 65304；.河北省廊坊市廣陽區(qū)金光道44號中油管道物資裝備總公司， 河北 廊坊 065000)

魯爾泵作為漠大線輸油生產(chǎn)的主要動力設(shè)備，其作用不言而喻。漠大線輸送俄羅斯進(jìn)口原油，俄油具有含水低、凝點(diǎn)低、含硫高等特點(diǎn)，同時俄油照比慶油的腐蝕性、揮發(fā)性更強(qiáng)。在這種工作環(huán)境下，對設(shè)備各項要求也就更嚴(yán)。魯爾泵具有精良的制作工藝和良好的性能，成為漠大線輸油設(shè)備的首選。在原油外輸過程中，對魯爾泵出現(xiàn)的故障不能僅局限于簡單的維修活動，更要深入分析，在源頭上解決此類問題，減少此類問題出現(xiàn)幾率，降低運(yùn)行維護(hù)成本[1]。

1 漠大線魯爾泵應(yīng)用情況

漠大線原油管道長936.5公里，采取首站接收俄方來油加壓外輸?shù)某孛荛]輸送工藝。由于漠大線里程較長，除首站外，另設(shè)中間泵站一座。首站共配備4臺輸油主泵(三用一備)，中間站配備3臺輸油主泵(兩用一備)，用于增壓外輸。輸油主泵采用串聯(lián)安裝的方式(圖1)，其中箭頭方向為原油流向，首站接收俄方來油。

2 魯爾泵運(yùn)行中出現(xiàn)的故障及維修

2.1 機(jī)械密封故障情形一

自漠大線輸油主泵投產(chǎn)運(yùn)行來，輸油主泵相繼出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏超標(biāo)，主要表現(xiàn)：魯爾泵在所有運(yùn)行參數(shù)(溫度、振動值、排量、進(jìn)出口壓力等)正常的情況下，突然出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏超標(biāo)報警，經(jīng)現(xiàn)場查看發(fā)現(xiàn)，機(jī)械密封端面有原油泄漏出來，已經(jīng)大大的超過規(guī)定值30滴/分。隨即機(jī)修人員對魯爾泵機(jī)械密封進(jìn)行更換，并分解查看更換下來的機(jī)械密封，發(fā)現(xiàn)動靜環(huán)接觸表面腐蝕嚴(yán)重。

(1) 判斷與維修 ①機(jī)械密封工作原理。機(jī)械密封亦稱端面密封,其至少有一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面,該端面在流體壓力及補(bǔ)償機(jī)械外彈力的作用下, 加之輔助密封的配合,與另一端面保持貼合并相對滑動,從而構(gòu)成防止流體泄漏。由于兩個密封端面的緊密貼合,使密封端面之間的分界形成一微小間隙,當(dāng)有壓介質(zhì)通過此間隙時,形成極薄的液膜并產(chǎn)生阻力,阻止介質(zhì)泄漏,又使端面得以潤滑,由此獲得長期的密封效果。②機(jī)械密封泄漏原因分析。油較慶油更易揮發(fā)，腐蝕性更強(qiáng)。由于腐蝕介質(zhì)的侵蝕作用,機(jī)械密封會發(fā)生表面腐蝕以及一些點(diǎn)蝕, 嚴(yán)重的可能發(fā)生腐蝕穿透。由于使用碳化鎢環(huán)與不銹鋼座等焊接, 其中不銹鋼座容易發(fā)生晶間腐蝕，這也可能導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏。機(jī)械密封彈簧、“O”型圈等元件在應(yīng)力與腐蝕介質(zhì)的共同作用下, 往往會產(chǎn)生失效，造成泄漏。③機(jī)械密封維修。由于腐蝕原因?qū)е聞屿o環(huán)表面已經(jīng)損壞，無法通過研磨進(jìn)行修復(fù)，機(jī)修人員對機(jī)械密封動靜環(huán)進(jìn)行了更換。同時，相關(guān)技術(shù)人員調(diào)研查找能夠抗腐蝕材質(zhì)能力更好的動靜環(huán)材質(zhì)，并找國內(nèi)廠家對機(jī)械密封進(jìn)行國產(chǎn)化研制，以降低維修成本。

圖1 串聯(lián)安裝的輸油主泵

2.2 機(jī)械密封故障情形二

魯爾泵在運(yùn)行過程中運(yùn)行狀態(tài)十分平穩(wěn)，經(jīng)過半年的運(yùn)行時間出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏超標(biāo)情況。機(jī)修人員對魯爾泵機(jī)械密封進(jìn)行更換，并分解查看更換下來的機(jī)械密封，發(fā)現(xiàn)整個機(jī)械密封油污很多，部分油污已成塊狀。

(1)判斷與維修 ①機(jī)械密封泄漏原因分析.在拆解機(jī)械密封過程中，發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封彈簧已被油污漬死，不能起到良好的補(bǔ)償作用。彈性元件在機(jī)械密封中主要起補(bǔ)償、預(yù)緊及緩沖作用,彈性元件要始終保持良好的彈性才能保證機(jī)械密封摩擦副緊密貼合和動環(huán)補(bǔ)償。彈簧的彈性和高溫穩(wěn)定性直接決定機(jī)械密封端面比壓的大小,比壓過大,將造成密封面之間的潤滑液膜厚度減小,使得磨損加劇，同時在密封端面產(chǎn)生大量摩擦熱,這樣就破壞動、靜環(huán)端面材料原有性能,進(jìn)一步加劇密封端面的摩擦,導(dǎo)致熱裂。機(jī)械密封端面比壓過小,密封端面處于液體摩擦狀態(tài),彈簧在高溫作用下,彈力降低、甚至完全失去彈性,以致不能保證端面摩擦副貼合,此時機(jī)械密封的密封性能將無法保證。因此,機(jī)械密封彈性元件被油污漬死，失去原有效能，使得機(jī)械密封摩擦副不能良好的貼合，導(dǎo)致泄漏。

在實際工況中,深入了解工況對彈簧的要求,據(jù)此正確選擇彈簧材料,對保證合適的彈簧比壓,使機(jī)械密封處于最佳工作狀態(tài)有重要意義[2,3]。機(jī)械密封的密封腔發(fā)生汽蝕時,密封腔內(nèi)會出現(xiàn)激烈的水力沖擊,帶動動環(huán)作快速的軸向往復(fù)運(yùn)動,這種工況下彈簧極易發(fā)生疲勞斷裂。

②機(jī)械密封維修.機(jī)修工作人員對機(jī)械密封進(jìn)行拆解，用柴油將所有油污清洗干凈，并仔細(xì)查看彈簧的彈性，確保彈簧能夠具有良好的補(bǔ)償、預(yù)緊及緩沖作用。與此同時，為了杜絕這一情況的出現(xiàn)，機(jī)修人員，每半年對機(jī)械密封進(jìn)行一次清洗。

2.3 機(jī)械密封泄漏報警

魯爾泵運(yùn)行過程中，站控機(jī)顯示機(jī)械密封泄漏超標(biāo)報警，在很短時間內(nèi)達(dá)到高高報，導(dǎo)致魯爾泵停機(jī)。機(jī)修人員現(xiàn)場查看，發(fā)現(xiàn)魯爾泵在運(yùn)行過程中所有運(yùn)行參數(shù)都正常，日常巡檢中未發(fā)現(xiàn)機(jī)械密封泄漏超標(biāo)，進(jìn)而機(jī)修人員推斷是泄漏報警是由于泄漏開關(guān)中限流孔板堵塞。

(1)原因分析與維修

工作人員將限流孔板取出，隨即魯爾泵機(jī)械密封排污管線流出一定量的水與油污，此時限流孔板已被油泥堵塞。限流孔板是機(jī)械密封泄漏報警開關(guān)的重要組成部分，當(dāng)機(jī)械密封泄漏在合理范圍內(nèi)，污油及水分均能順利通過限流孔板，從而達(dá)不到泄漏開關(guān)報警值。相反，假如機(jī)械密封泄漏超標(biāo)或者限流孔板堵塞，污油及水分不能順利通過限流孔板，導(dǎo)致水分及油污積聚達(dá)到泄漏開關(guān)報警值。工作人員將限流孔板清洗干凈后，又對排污管線進(jìn)行了清洗，最后恢復(fù)裝置。為防止機(jī)械密封污油盒中有大塊油泥進(jìn)入排污管線，從而堵塞限流孔板，導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏報警的情況出現(xiàn)，工作人員制作了防爆濾網(wǎng)，放置機(jī)械密封污油盒底部，這樣有效地控制油泥進(jìn)入排污管線。

3 結(jié)語

針對漠大線魯爾泵運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，總結(jié)了魯爾泵機(jī)械密封比較常見的滲漏原因以及泄漏開關(guān)報警的原因。在使用機(jī)械密封時,應(yīng)分析使用機(jī)械密封的各種因素,使機(jī)械密封適用于各種工況和使用要求,以保證密封長期可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。同時泵機(jī)組在運(yùn)行當(dāng)中會出現(xiàn)很多故障，當(dāng)泵機(jī)組出現(xiàn)不明原因的故障時，必須從多方面查找原因，從一系列現(xiàn)象中捕捉共性點(diǎn)，從而從根本上解決故障，保證設(shè)備完好。

[1]中國重型機(jī)械工業(yè)研究院.JB/ZQ4194-2006鎖緊盤[S].昆明：云南科技出版社，2006：1-2.

[2]何彬?qū)W.熱水循環(huán)泵機(jī)械密封的失效分析及改造[J].潤滑與密封,2008,33(5):111-113.

[3]王敏,趙睿.高溫泵機(jī)械密封失效[J].石油化工設(shè)備,2009,38(6):98-99.