單螺桿泵輸油常見故障處理與維護

李曉玲

（中國石油玉門油田分公司老君廟采油廠，甘肅玉門 735200）

1 螺桿泵的工作原理

單螺桿泵是一種內嚙合偏心回轉的容積泵，泵利用傳動部件相互嚙合空間的容積變化不斷輸送介質。一根單頭螺旋的轉子和通常用彈性材料制造的內表面呈雙線螺旋面的定子，當轉子在定子型腔內繞定子的軸線做行星回轉時，轉子就與定子之間形成了密閉腔室，螺桿每轉動一周，密閉腔室內的液體就向前推進一個螺距，隨著螺桿的連續轉動，液體就從一個密封腔室壓向另一個密封腔室，最后擠出泵體（圖1）。螺桿泵具有輸送介質流量恒定、壓力平穩、噪聲小及結構簡單的優點[1]。

2 常見故障及排除方法

雖然螺桿泵結構簡單、工作平穩可靠、使用維修相對往復泵較為方便，但是出現故障時因體積較大，維修成本也相對較高，也會影響泵工作運行效率。以NM105BY型螺桿泵為例，給出常見故障和排除方法。

圖1 工作原理

2.1 泵無法啟動

這類問題的出現首先檢查供電系統電源電壓是否正常，如果供電線路無異常，再盤泵檢查轉子與定子之間是否因材料配合過緊，定子安裝是否合格（間隙配合問題通常在新更換定子和轉子時出現），轉子與定子配合過緊可以采用工具人力幫助啟動。最后考慮輸送原油黏度是否過大、油溫是否過低，自動保護裝置動作，導致泵無法開啟。

2.2 泵不出液

泵經過檢查雖然可正常運轉，但是泵出口無原油排出，首先檢查萬向節部位是否有輕微異響，考慮萬向節是否存在脫開、斷裂，導致泵不出液；其次檢查泵進口閥門是否堵塞，如果無來液無自動保護裝置的情況下，泵干磨運轉會直接造成泵的損壞；在排除萬向節和閥門問題后，應檢查輸送介質是否因溫度過低凝固導致輸送管線凍堵，遇到這種情況，應觀察泵出口壓力是否持續升高，如果泵壓力持續升高并接近泵的最大工作壓力，要立即停泵、檢查出口輸油管線，防止壓力持續升高，泵倒轉損壞泵體。

2.3 流量達不到額定排量

螺桿泵輸油排量取決于轉速和泵壓力，泵運轉正常的情況下不能達到設定流量，首先應檢查變頻裝置是否損壞，如果變頻器正常則應考慮轉子與定子磨損嚴重，高速運轉時轉子與定子閉合差導致間隙過大，泵內漏失導致排液較差等。如果以上均無異常，應檢查管阻情況，是否因管內結垢嚴重導致排量不夠。管阻導致的排量異常通常表現在輸油排量較小時壓力呈逐日緩慢增加狀態，難于及時發現，應在日常工作中觀察記錄。

2.4 工作時達不到正常工作壓力

這種情況通常表現為泵運轉正常、進出口管線正常，輸油的原油儲罐液面下降，原油降黏時排量正常，但工作壓力始終達不到正常工作壓力。這種情況應該考慮定子磨損，在原油黏度較低時，因為漏失量替補較快，排液量存在達不到正常工作壓力時的排量，在輸送高黏度原油時，壓力無法達到正常工作壓力，儲罐液面不下降漏失情況較為直觀，這時就要對泵進行檢修，判定轉子與定子磨損情況，并根據情況更換定子和轉子（圖2）。

圖2 轉子漏失

2.5 流量壓力急劇下降

首先檢查管線進出口是否有漏氣現象，進出管吸入空氣或者介質中混有大量氣體會導致泵流量壓力下降，其次檢查管道是否有堵塞或泄漏，最后檢查定子是否損壞（圖3）。

圖3 定子磨損

2.6 泵運行時振動

泵運行時突然振動超標，應立即停泵，檢查泵體各部件。在確認各部件及管道進出口完好的情況下，人工轉動泵，檢查有無卡澀現象，如果有卡澀則應對轉子進行檢查。如果盤泵時泵筒內有異物響聲必須拆卸泵體檢查。如果無卡澀，應確認輸送介質黏度，降低泵轉速進行試運行。

2.7 泵運行時有異響

泵運行過程中突然出現異響，在檢查泵體無異常后，確認機封是否存在滲漏情況，機械密封損壞的部位可能損壞定子，并產生異響（圖4）。如果機封與泵筒無異常，應檢查減速機、聯軸器、減震圈等是否完好，減速機與電機聯軸器松動也可能造成異響，并對減速機齒輪造成傷害。

圖4 機封失效

3 單螺桿泵輸油的維護方法

（1）為減少磨損，避免定子與轉子之間的間隙過大造成輸送介質漏失，首先要對輸送原油中的異物進行清理，避免雜質在定子和轉子的閉合面內磨卡。如原油內異物體積大、數量多，則會在連續工作過程中造成損傷，長期運轉會對泵造成物料傷害，因此可以在泵進口處加裝濾網過濾介質中的雜質。濾網的密度要根據原油特性選擇，黏度較大時可適當加大濾砂孔，因原油黏度大可吸附在異物表層，濾網孔眼即使加大也可起到清除作用，但是過濾黏度大、流動性差的原油，則必須根據介質輸送溫度情況，選擇合適的濾網孔眼，并定期對濾網進行清理，才能保證進液的穩定性。

（2）根據輸送原油的化學性質，選擇合適的定子材料，減少介質對定子的化學腐蝕，延長定子使用壽命。因為輸送過程中原油的腐蝕性會加快定子的磨損、老化速度，降低定子的使用壽命，應根據原油特性對定子橡膠材質進行選擇。

（3）根據泵運行溫度，控制輸送原油溫度在合理的范圍內，減少因溫度變化產生熱脹冷縮對定子與轉子間隙的影響。油溫較高時流動性較好，泵工作壓力較為平穩，對定子和轉子的影響較小，但是如果油溫較低，原油流動性差則加大泵的運行負荷。外界氣溫較高時，工作間隙較小供液良好，但外界氣溫低特別是冬季運行中則會造成漏失量大，排液不足的情況。因此，保證原油始終維持在恒定的輸送溫度，減少溫度對定子與轉子間隙的影響，可以延長定子與轉子的使用壽命。

（4）應保證泵進口供液充足，杜絕泵空轉，避免定子與轉子干磨導致定子過早損壞。在停泵時也需打開循壞降低頻率后操作，防止泵倒轉損壞機封發生滲漏。泵停用時也要保證泵內充滿液體，并做到定期盤泵，防止定子與轉子粘連損壞。

（5）在日常的巡檢中發現減速機潤滑油位低于規定液面，必需遵守三級過濾及時加注機油，防止減速機損壞。同時減振片磨損嚴重時應及時更換，避免減振片造成的聯軸器不對中導致減速機受到影響，導致泵運行異常。

（6）可以安裝變頻器等調速設施，根據螺桿泵特性曲線，合理地調整泵運行轉速，在滿足泵排量的工況下，降低泵轉速，特別是在輸送含有雜質的介質時，可以有效地延長泵使用壽命[2]。

4 結論

單螺桿泵在原油輸送工作中連續、平穩、無脈動的優點可以提高輸送效率，但是故障出現時其維修成本較高，只有對運轉故障初期進行分析判斷并提早排除，并采用科學的維護保養方法，做到保養到位，才能有效減少泵的故障率，提高泵的使用壽命。