熱油泵改造軸封方法探索

程小華，于曉博，薛鑒鵬，楊文廣，袁冬梅

（1.浙江石油化工有限公司，浙江 舟山 316200；2.獨山子石化公司，新疆 克拉瑪依 833600）

化工企業作為現代化工業的重要支柱之一，有著其自身的特點。介質有毒有害，易燃易爆，在輸送介質上要求盡可能少的泄露，甚至無泄漏。對于化工企業而言，如果發生介質泄露，輕則導致污染局部環境，重則造成巨大的經濟損失，甚至是大面積的環境污染、巨大的人身傷亡，社會影響巨大。因此，泄露是化工企業正常運行的一個十分嚴重的危險因素。解決了泄露，就解決了化工企業的一個潛在的巨大危險源。作為輸送介質的泵，在化工企業中是存在最廣泛的基礎設備，因此，泵的泄漏是整個化工企業泄漏的關鍵節點。整個化工行業都在千方百計地減少泄露點，控制泄漏率。正是在這樣一個大背景下，磁力泵應運而生。磁力泵動力端和葉輪不直接接觸，靠磁力傳動。因此，可以把傳統中很難做的絕對泄露的動密封改為可以做到絕對密封的靜密封，對于防止介質泄露具有十分明顯的優勢。但是，他也有自己的弱點。首先就是價格昂貴。磁力泵價格是普通離心泵的3～5倍。第二，是滑動軸承和介質直接接觸。這會造成介質和滑動軸承的相互影響，存在介質腐蝕滑動軸承或者在軸承處自聚，影響滑動軸承工作。第三，滾動軸承軸承箱和外磁轉子是一體的。一旦軸承箱漏油就會進入隔離套和外磁轉子間，影響磁力傳遞。如果介質溫度高，還會造成油碳化，加速磨損。聚苯乙烯熱油爐泵就是這樣一臺磁力泵。該泵工作溫度高到300℃，存在普通磁力存在的所有優缺點。

1 目標現狀

1．1 設備簡介

該設備主要參數如下（表1）。

該設備結構如圖1。

從圖1中可以看出，磁力泵被隔離套劃分為以兩根軸為中心的兩個腔體。前腔體主要有軸承箱、主軸及軸承部件、外磁轉子部件組成。后腔體由蝸殼、葉輪主軸、內磁轉子、滑動軸承組件，推力軸承組件等組成。

1．2 存在問題

該泵自使用以來，存在軸封（迷宮密封組件1）泄漏潤滑油的現象，如圖2。

泄漏潤滑油故障統計如表2。

對以上熱油爐泵的歷史故障情況進行統計分析，可以得出如圖3和圖4所示的分布圖。

通過以上分布圖，可以看出故障表現中，油封漏油為主要故障，5次，占據總數62%；檢修發現問題中，油封磨損為主要因素，7次，占總數58%；檢修內容中，更換油封7次，占總數58%。更換油封和軸承為主要檢修內容，該軸承設計壽命為5萬小時，約為6年，該軸承實際使用壽命約為2年，軸承遠遠未達到設計使用壽命，軸承更換的主要原因是油封故障致使軸承壽命下降。油封損壞才是主要故障。經過分析，由于油封損壞，軸承箱內潤滑油泄漏進入外磁轉子和隔離套之間，在高溫下，潤滑油逐漸碳化變為固體結垢在轉子上，影響轉子動平衡并且導致軸承迅速損壞。

表1

圖1 該磁力泵結構圖

圖2

表2 聚苯乙烯裝置熱油泵2016年至今故障統計表

圖3 故障表現分布圖

圖4 檢修發現具體故障分布圖

圖5

2 改進措施

2．1 油封結構

原裝迷宮密封通過一個固定在軸上的轉動突齒形部件，和軸承壓蓋上的梳齒配合形成迷宮起到密封的作用（圖5）。

2．2 改進方案

（1）方案具體內容：加工軸承壓蓋，擴大軸承壓蓋內孔，使用迷宮密封。

（2）方案的實施情況：首先加工了一套新的迷宮密封。并且對原裝迷宮密封的結構進行了調整。原裝迷宮密封設兩個回油槽，一個用于回油，一個用于多余的油漏入磁缸，防止加油過量。目前，只在軸承箱內側設置一個回油槽，槽寬由原來的10mm，變為15mm，以增加回油量。圖6為改造后迷宮密封組件1。

經過綜合比較可行性和經濟性，實施改造，回油口較小，并且在迷宮密封內外兩側均設置。后發現這樣效果不佳，開機后，存在微量的漏油。隨后進行了2次改造，將回油口直徑由原來的10mm逐步擴大為15mm，并且取消了外側的回油孔。

3 效果評價

圖6

2018年初至現在，僅僅檢修一次，原因是定期計劃檢修，未發現明顯故障表現。解體后，發現迷宮密封磨損均勻，未見明顯異狀。經過測量，一年時間迷宮密封實際磨損量為0.03mm。依據迷宮密封標準，該迷宮密封實際最大磨損量為0.15mm。也就是說，計算壽命為：0.15mm/（0.03mm/年）=5年。

4 總結和結論

熱油泵迷宮密封組件1改造成功，在使用性能上，明顯優于原裝迷宮密封，使用壽命長于軸承設計壽命，達到了預期改造效果（見圖7）。

圖7