輸油泵滑動(dòng)軸承溫度超高原因分析及處理

石禮軍　孫麗　楊海燕

【摘 要】在改革開放的新時(shí)期，我國(guó)的綜合國(guó)力在不斷的加強(qiáng)，，成品油（柴油、汽油、航空煤油等）消耗逐年快速增長(zhǎng)，成品油長(zhǎng)輸管道建設(shè)發(fā)展迅猛，需要大量大流量、高揚(yáng)程的離心輸油泵。長(zhǎng)輸管道輸油泵通常采用臥式水平中開式單、多級(jí)離心泵，前期大多使用進(jìn)口泵，如2005年中國(guó)石化建成投用的總長(zhǎng)約1700多千米的西南成品油管道，全部采用了德國(guó)的魯爾離心泵。國(guó)家鼓勵(lì)設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，近年來，國(guó)內(nèi)一些大型制泵廠，如湖南天一奧星泵業(yè)、西安航天科技泵業(yè)、浙江佳力泵業(yè)等，在大力發(fā)展長(zhǎng)輸管道輸油泵，并取得了優(yōu)異成績(jī)，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化在逐步推廣。

【關(guān)鍵詞】多級(jí)離心泵；滑動(dòng)軸承；溫度

引言

B-A4001離心泵滑動(dòng)軸承的結(jié)構(gòu)與原理，檢修后軸承溫度偏高，反復(fù)采取刮瓦、間隙調(diào)整、更換泵級(jí)間密封環(huán)、更換不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油、調(diào)整泵底座螺栓來消除油泵進(jìn)出口管道應(yīng)力等措施未能奏效。后從聯(lián)軸器的軸向安裝間距和徑向同心度、軸瓦與軸頸的間隙、軸承蓋的壓緊力及軸承箱的清理等方面逐一進(jìn)行排查，才最終解決了問題。

1主輸泵的基本情況

主輸泵為水平剖分，兩端支承的中開式結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵，型號(hào)KDY830-100×3，額定流量830m3/h，總揚(yáng)程300m，共3級(jí)葉輪，必需汽蝕余量9.0m，配帶功率800kW，轉(zhuǎn)速2980r/mim，輸送介質(zhì)為柴油、汽油、航空煤油。首級(jí)葉輪采用雙吸結(jié)構(gòu)，第二級(jí)葉輪和第三級(jí)葉輪采用背靠背對(duì)稱布置形式，軸向力基本平衡。各級(jí)蝸殼采用互成180°布置形式，徑向力基本平衡。泵的驅(qū)動(dòng)端安裝1個(gè)滑動(dòng)軸承，非驅(qū)動(dòng)端安裝1個(gè)滑動(dòng)軸承和1個(gè)滾動(dòng)軸承（表1）。

2檢修過程

泵自投產(chǎn)以來已經(jīng)運(yùn)行了將近8a，由于管線采用油品間歇輸送，輸油主泵每年運(yùn)行時(shí)間不長(zhǎng)，故一直沒有進(jìn)行檢修。近年來，隨著管線的滿負(fù)荷運(yùn)行，輸油主泵也進(jìn)入了長(zhǎng)周期運(yùn)行狀態(tài)。考慮到油泵各構(gòu)件的磨損情況，使用方?jīng)Q定對(duì)油泵進(jìn)行大修。主要進(jìn)行泵解體拆檢維修，更換機(jī)械密封、軸瓦、軸承各磨損件及密封件，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡，更換潤(rùn)滑油脂等作業(yè)。檢修單位拆卸輸油主泵電機(jī)和對(duì)泵轉(zhuǎn)子做動(dòng)平衡后，回裝電機(jī)和轉(zhuǎn)子并測(cè)量軸瓦間隙，之后對(duì)輸油主泵新軸瓦調(diào)間隙，軸承箱密封墊改石棉墊為銅墊。輸油主泵回裝完成后開始試泵，B-A4001泵前滑動(dòng)軸承溫度高停泵。檢修人員為處理軸瓦溫度高問題重新刮瓦后繼續(xù)試運(yùn)行輸油主泵，運(yùn)行近24h后正常停輸，泵軸瓦溫度正常但非驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封滲漏。處理完機(jī)械密封滲漏問題后繼續(xù)測(cè)試油泵，發(fā)現(xiàn)后滑動(dòng)軸承溫度緩慢上升，運(yùn)行近4h后，軸承溫度>70℃，為防止燒瓦停泵。檢修單位為處理輸油主泵軸瓦運(yùn)行溫度高的問題，用4個(gè)月時(shí)間，反復(fù)采取刮瓦、間隙調(diào)整、更換泵級(jí)間密封環(huán)、更換不同牌號(hào)的潤(rùn)滑油、調(diào)整泵底座螺栓來消除油泵進(jìn)出口管道應(yīng)力等措施，但仍未解決問題，泵一直不能正常運(yùn)行，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)。

3后階段4次檢修過程及分析

3.1第一次檢修及檢修后試運(yùn)情況

拆開前后軸承箱蓋發(fā)現(xiàn)，前下軸瓦兩邊側(cè)隙前后不均勻，后下軸瓦進(jìn)油側(cè)T形槽（為了加大進(jìn)油量，人工割的油槽）邊沿有磨痕。根據(jù)檢修前的試運(yùn)情況和檢查情況，做了如下處理：重新調(diào)整聯(lián)軸器同心度，前瓦在原來的基礎(chǔ)上修刮一遍，后瓦更換后再修刮。軸承箱的振動(dòng)在水平方向較檢修前下降了50%左右，垂直和軸向的振動(dòng)無明顯改變。水平方向上振動(dòng)的改善，可能得益于聯(lián)軸器同心度的重新調(diào)整和軸瓦的修刮糾偏，或者是這兩項(xiàng)中的某一項(xiàng)。這次試運(yùn)時(shí)后軸瓦溫度上升較快，溫度超高，1h后停泵，拆下后軸瓦檢查發(fā)現(xiàn)下軸瓦接接觸面有成片的磨痕，說明下軸瓦接觸面沒刮平滑。

3.2第2次檢修及檢修后試運(yùn)情況

第二次檢修重點(diǎn)對(duì)后滑動(dòng)軸承下軸瓦有磨痕的部位進(jìn)一步修刮。監(jiān)控畫面截取的滾動(dòng)軸承溫度趨勢(shì)。從表2可以看出，2#泵的振動(dòng)較第一次沒什么變化，從表8可以看出，后滑動(dòng)軸承溫度仍然超高，并且前滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承的溫度也升高了，尤其滾動(dòng)軸承的溫度高了很多（超出允許值10℃）。從圖1可以看出，滾動(dòng)軸承溫度之前平穩(wěn)的溫度曲線在14：30時(shí)出現(xiàn)波動(dòng)，先下降了一點(diǎn)點(diǎn)，之后開始拉升，15：00時(shí)溫度升到70℃，控制室把泵停了。

3.3第三次檢修及檢修后試運(yùn)情況

第三次檢修時(shí)拆下后軸瓦，檢查發(fā)現(xiàn)除下軸瓦接觸面上有少數(shù)“亮點(diǎn)”外，無其他明顯缺陷。檢查滾動(dòng)軸承外圈和軸承壓蓋之間的軸向間隙，發(fā)現(xiàn)0.05mm厚的塞尺塞不進(jìn)去（只是粗略檢查，正規(guī)檢查是用深度尺測(cè)量或壓鉛法檢查）。處理措施：在軸承箱壓蓋處增加1個(gè)0.5mm厚的青殼紙墊，調(diào)整軸向間隙，同時(shí)對(duì)后軸瓦稍稍修刮1遍。軸承箱的軸向振動(dòng)降幅很大，達(dá)到較理想的狀態(tài)，軸承箱垂直方向上的振動(dòng)值也有所降低，水平方向上的振動(dòng)在泵剛啟動(dòng)運(yùn)行的一小段時(shí)間內(nèi)下降了很多，但后來又回到了以前的振動(dòng)水平。滾動(dòng)軸承的溫度較上次降幅很大，表明調(diào)整滾動(dòng)軸承軸向間隙起到了很好效果，滾動(dòng)軸承溫度和泵的軸向振動(dòng)雙雙下降明顯，達(dá)到了比較理想的水平。但前滑動(dòng)軸承和后滑動(dòng)軸承溫度還是偏高。

3.4第四次檢修及檢修后試運(yùn)情況

第四次檢修，拆下前后下軸瓦一起檢查，未發(fā)現(xiàn)明顯缺陷，分析軸瓦溫度高可能與潤(rùn)滑油進(jìn)油量不足有關(guān)，于是對(duì)前后下軸瓦進(jìn)油側(cè)加大修刮量，適當(dāng)增大側(cè)向間隙，同時(shí)繼續(xù)調(diào)整滾動(dòng)軸承軸向間隙，把軸承箱壓蓋青殼紙墊片厚度由原來的0.5mm厚改成0.3mm厚。

4故障處理措施

通過仔細(xì)分析軸瓦溫度上升的內(nèi)外因素認(rèn)為，只有降低潤(rùn)滑油溫度，才能抑制軸瓦溫度的上升。2001年中石化管道儲(chǔ)運(yùn)公司濰坊輸油處在賓漢姆泵上安裝了銅制翅片形水冷卻器。冷卻水管路為普通鍍鋅管，使用一段時(shí)間后，管路內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重，水垢堵塞管路，致使循環(huán)水流速減慢，水流量減少，降溫效果明顯降低，針對(duì)這種情況，采取以下措施。（1）更換結(jié)垢嚴(yán)重的管段。（2）在冷卻水中加注緩蝕劑，減緩管徑及散熱片結(jié)垢，并且用大量循環(huán)水沖洗，將冷卻裝置內(nèi)的銹渣從水箱放空閥中沖洗出去。（3）原有的循環(huán)水泵為離心泵，更換為功率較大的管道泵（流量為25m3/h，揚(yáng)程為50m），系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)干線壓力約為0.35MPa，加快水的循環(huán)速度。2005年10月濰坊處儀表維修中心完成了對(duì)測(cè)溫一次或兩次儀表（熱電阻及遠(yuǎn)傳）的國(guó)產(chǎn)開發(fā)，取代了原來老化嚴(yán)重易損壞的測(cè)溫儀表。使用的潤(rùn)滑油為中石化生產(chǎn)的長(zhǎng)城牌潤(rùn)滑油，嚴(yán)格區(qū)分夏季用油和冬季用油，粘度符合賓漢姆泵不同季節(jié)的使用要求。安裝了由儲(chǔ)運(yùn)公司開發(fā)的高性能滑動(dòng)軸承（P-206泵更換完畢效果良好），并在滑動(dòng)軸承安裝過程中，嚴(yán)格按照Q/SHGD0049-2001《賓漢姆輸油機(jī)組操作、維護(hù)保養(yǎng)及修理規(guī)程》進(jìn)行軸瓦間隙調(diào)整（0.152～0.190mm），仔細(xì)研磨滑動(dòng)軸承表面，提高光潔度。

結(jié)語

（1）刮瓦前須先測(cè)定轉(zhuǎn)子與泵體的同心度。只有在同心度符合要求的情況下，滑動(dòng)軸承才會(huì)運(yùn)行穩(wěn)定。（2）每次刮完瓦后要重新檢查軸瓦的接觸角、接觸點(diǎn)數(shù)量、頂隙、側(cè)隙和緊力，這些技術(shù)指標(biāo)要盡可能符合標(biāo)準(zhǔn)要求。（3）泵在試運(yùn)過程中不僅要監(jiān)測(cè)滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承溫度，還要監(jiān)測(cè)軸承在水平、垂直、軸向3個(gè)方向上的振動(dòng)，從振動(dòng)角度來分析泵的運(yùn)行狀況和軸瓦的修刮效果。泵振動(dòng)值過高會(huì)損傷軸承，增加軸承的溫度。如果泵振動(dòng)偏大，要盡量找出原因并加以處理。

參考文獻(xiàn)：

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（作者單位：1大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠第四油礦409隊(duì)230轉(zhuǎn)油站；2大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠第七油礦南一隊(duì)505站；3大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠第四油礦401隊(duì)230轉(zhuǎn)油站）