重油循環泵振動大原因分析及對策

魏奕博，龔春雷

(中國石油天然氣股份有限公司蘭州石化分公司，甘肅 蘭州 730060)

乙烯裂解裝置初餾區域的重油循環泵，主要利用從油洗塔塔釜采出重柴油經重油循環泵送至稀釋蒸汽發生器產生稀釋蒸汽，冷卻后的油品作為每臺裂解爐裂解氣的急冷油，降低裂解氣進入油洗塔的溫度，該泵是裂解裝置的關鍵核心機泵，制約著整個裝置的長周期穩定運行。重油循環泵由日本荏原公司制造，臥式單級雙吸入中心支撐的工藝泵，流量為1320 m3/h，揚程為177(米液柱)，軸功率為765.2 kW。需要及時進行原因分析并且根據原因開始下一步的對策進行維修處理。

1 運行現狀

重油循環泵在在運行狀態下振動大，振動烈度最高時會達到20 mm/s，機泵運行過程中軸承溫度明顯偏高，碳環密封有輕微泄漏，停機時透平碳環密封蒸汽泄漏量較大。

該泵的正常情況下的振動烈度應該在7.1 mm/s以下，20 mm/s已經遠超于標準值，已經達到停機的評定標準。需要對重油循環泵進行拆卸檢查。分別對透平機、減速器、泵體進行問題排查。

2 原因分析

為了徹底查清機泵振動大，軸承溫度高的問題，從以下幾個方面進行檢查：

2.1 核對對中數據

進行打表測量對中數據，實際值為：徑向0.22 mm，軸向0.10 mm標準值為：徑向0.10 mm，軸向0.05 mm。從對中數據可以看出已經偏移標準值，軸不對中，振動值變大。

圖1 核對對中數據

2.2 檢查透平軸瓦(薄壁瓦)

軸瓦是滑動軸承和軸頸接觸的部分，形狀為瓦狀的半圓柱面，非常光滑，一般用青銅、減摩合金等耐磨材料制成。軸瓦材料通常較軟，內圓柱面不宜用磨削法加工，可以采用鏜削、金剛鏜削、刮削或研磨法加工[1]。

打開透平殼體發現透平兩端軸瓦損傷嚴重并且存在變形，合金層機磨損、脫落，軸瓦基本燒壞，并且透平軸軸承部位有明顯磨損痕跡，碳環密封密封部位有磨損痕跡，軸端碳環密封磨損，梳齒已磨平。對透平軸進行軸跳動測量后發現：軸跳動最大達到0.25 mm，標準跳動0.02 mm，嚴重超過標準值。測量軸承部位軸徑，軸徑為89.45 mm，小于軸徑要求的最大偏差，說明軸已經磨損，而碳環密封部位軸徑符合要求。測量軸瓦預緊力數據為：-0.02 mm，非驅動端壓量數據為-0.04 mm，在正常范圍內。

2.3 檢查變速箱

發現軸瓦(薄壁瓦)有輕微磨損，軸瓦座有修復痕跡，經了解為手工修復后已經變形，經測量不同部位直徑，軸瓦座已非圓，導致高、低速軸兩側瓦座不同心。高、低速齒輪無損傷，主油泵齒輪有磨損的痕跡。測量軸瓦預緊力數據為：-0.03 mm，非驅動端數據為-0.04 mm，在正常范圍內。

圖2 磨損嚴重的軸承座

圖3 受損的軸瓦

2.4 檢查泵體的軸及軸承

泵體軸承為滾動軸承，滾動軸承是將運轉的軸與軸座之間的滑動摩擦變為滾動摩擦，從而減少摩擦損失的一種精密的機械元件[2]。檢查軸承未發現明顯異常。泵軸無明顯損傷痕跡，對泵體軸進行軸跳動數據測量：跳動在0.02 mm內，表明泵體軸無變形。

2.5 檢查機泵潤滑油情況

發現潤滑油有乳化的現象，潤滑油中帶水。對潤滑油系統進行檢查，油冷卻系統、蒸汽加熱系統、以及油箱其他部位，沒有發現泄漏點，從運行情況來看，該泵在停泵時由于碳環密封存在一定的泄漏，而變速箱軸端密封為迷宮密封，泄漏的蒸汽可以從密封進入減速箱，最終進入主油箱，因此可以斷定潤滑油帶水的原因是碳環密封泄漏導致潤滑油進水引起。

由以上分析可以看出，機泵振動大的原因是透平軸端密封的泄漏導致潤滑帶水，導致潤滑不良；正常運行過程中由于潤滑不良，油膜成形不好，加劇了軸瓦及軸的磨損，使透平的振動逐步增大；維修中對變速箱軸瓦座修復不到位，使變速箱高、低速軸均不同心，齒輪嚙合不佳，導致變速箱振動大。以及維修時對中偏差大也是機泵振動大的原因之一。

3 下一步的對策

3.1 重新對中

在后續檢修中，嚴格按照要求進行對中，調節泵的對中位置后，重新進行打表，打表實際情況為：達到標準范圍內。

圖4 對中數據

3.2 透平軸采用激光熔敷維修

激光熔覆是指：通過同步或預置材料的方式，將外部材料添加至基體經激光輻照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆層的工藝方法[3]。

透平軸采用激光熔敷修復后的數據：修復標準需要達到原軸徑φ90 mm，修復后數據達到原軸徑φ90 mm，表明透平軸采用激光熔覆修復成功。將磨損軸端支撐瓦部分進行更換處理。維修人員更換新的軸瓦，軸瓦瓦量為：東邊0.08 mm，西邊0.09 mm。

3.3 變速箱高、低速軸維修

對于軸瓦座手工打磨的痕跡，因為是手工操作，存在誤差，已經變形，已非圓，兩側瓦座不同心，不能保證軸瓦的位置正確，也會使振動變大。齒輪磨損修復，需要整體更換變速箱。

更換變速箱后需要重新找正，從變速箱找泵非驅動端找正數據如下：軸向0.01 mm，徑向0.05 mm。找正數據在機泵使用標準0.10 mm的允許范圍之內。

3.4 泵體軸承和軸

泵體軸承和軸完好，沒有變形磨損，進行清理維護。

3.5 碳環密封

碳環密封的結構包括環形密封腔體和環形軸套[4]，對碳環密封進行修復或者更換，并且保證軸的光滑度確保碳環密封的效果。另外，為了保證機泵今后的正常運行，需要按照規定定期對潤滑油進行油質分析，保證潤滑油的潤滑效果。

3.6 潤滑油

潤滑油是用在各種類型汽車、機械設備上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體或半固體潤滑劑[5]。定期檢查郵箱潤滑油，確保油質合格，并定期更換潤滑油。

4 現場實際運轉數據

表1 重油循環泵開車實測數據

表1數據為維修改造之前泵運行數據和改造后的開車運行數據，可以看出重油循環泵在維修改造后振動和溫度有了明顯的變化。

機泵改造后運行數據，轉速在1400～1489 r/min的情況下，振動值在振動烈度表的運行良好范圍內。

5 結 論

通過對重油循環泵之前存在問題的分析，針對性的進行了對變速箱、軸瓦的更換，還有對聯軸器側軸的激光熔覆修復，對軸承座的重新找中和最后連接驅動端和非驅動端的找正工作。開車時，機泵振動在2.1 μm左右，屬于運行良好范圍內。還對碳環密封進行維修，保證潤滑油的潤滑效果。解決了重油循環泵振動值大，機泵外殼溫度過高的問題。