聚丙烯裝置2-P210 漿料軸流泵振動偏離治理

趙鵬

（大慶煉化公司檢維修中心生產協調組，黑龍江 大慶 163411）

1 設備作用和特點

聚丙烯廠聚丙烯二車間2-P210 漿料軸流泵為獨生子設備，同時也是核心設備。該泵總體由殼體、葉輪、軸、機械密封、軸承等部分組成，它設置在預聚合小環管上，殼體為90°的彎管管道。它的作用將環管內的丙烯及催化劑進行不間斷的循環、反應、聚合。由于機泵位于室外，為長軸泵，同時，與電機不是同在一個基座上，并且機泵安裝在反應器管線上，隨著外部環境溫度和介質濃度的變化，機泵在環管上位置也在變化。

2 常見振動原因分析及處理

（1）葉輪處研料或轉子動平衡不良。處理方法：葉輪清理聚合的物料，轉子做動平衡檢測。

（2）泵軸撓度變形。處理方法：由于該機泵為長軸泵，檢查轉子跳動超標，建議更換新泵軸。

（3）電機與泵對中不良。處理方法：復查機泵與電機同心度，同時，要考慮管線下沉和溫差形變的影響。

（4）萬向聯軸器故障。處理方法：檢查萬向聯軸器緊固螺栓有無松動和磨損情況，磨損超差需更換新聯軸器；萬向聯軸器為花鍵叉接結構，只需花鍵旋轉90°，就將萬向聯軸器原來一字連接法改為十字連接法，這樣具有較大的角度補償能力，軸線折角、降低機泵同心度要求；為延長萬向聯軸器的使用壽命，在保養拆洗時，將十字軸調轉180°，以達到軸頸受力交替使用。

（5）軸承或軸承座長期運行磨損。處理辦法：軸承或軸承座長期運行磨損，軸承“跑外圓”，建議更換軸承修復軸承安裝位置。機泵振動同時影響軸功率：葉輪處物料聚合葉輪與機泵殼體摩擦，導致軸功率高；機泵或電機軸承磨損故障，導致軸功率高，該機泵軸功率高主要由于物料聚合而導致。通常應該調整工藝數據，加強平穩操作，避免聚丙烯物料聚合；計劃檢修，定期保養或更換機泵或電機軸承。

3 故障分析及處理的過程

3.1 加裝臨時托架減小振動

（1）處理經過。2019年1月28 日，裝置臨時停工，處理預聚合軸流泵2-P210 最外側機封滲漏、振動超標問題。29 日更換備用泵后試運，葉輪與管道有碰磨聲，振動值為水平7.1mm/s，垂直4.2mm/s。觀察運行至30 日，振動值逐漸變大，達到水平8.6mm/s，垂直4.5mm/s。31 日，從消除管線應力的思路上出發，加工一個支架，支架上有托架，設置水平方向四個頂絲，沿著管線應力的方向，使泵體沿南北方向調整，同時使泵體向上頂起，可明顯降低振動值，現場測量水平5.5mm/s，垂直3.9mm/s。同時，每隔幾天由于螺栓松動，振動導致支架位置偏移，水平振動值就會升高到7.2mm/s，甚至更高，重新調整支架松緊，能使水平振動值重新下降至5.5mm/s。

（2）頻譜分析。該電機額定轉速為2980r/min，額定功率18.5kW，現場負荷無調整。電機底部坐落于槽鋼基礎焊臺上，泵基礎坐落于水泥灌漿平臺上，但是，支撐方式為撓性。設備轉軸中心標高≥315mm，功率＞15kW，安裝方式為柔性支撐，符合《ISO 10816-3 旋轉機器振動烈度標準》中關于“額定功率大于15kW”軸流式機泵的振動評價標準。設備振動最大點始終在泵端水平方向，振動幅值平均在7.5mm/s，各點振動頻譜以轉頻能量為主。通過對數據進行對比分析，目前設備振動基本穩定，無明顯大幅上升趨勢，設備可以短時間連續運行。監測結論：①設備振動趨勢較平穩，可短期連續運行；②適機檢查軸流泵轉子及其附件，排查是否存在平衡故障（帶聯軸節）。

3.2 更換泵殼和聯軸器、調整同心度，入口法蘭加墊片

處理經過。2019年5月27 日，裝置臨時停工，針對機泵振動故障對該泵進行故障分析。通過對中檢測，環管向北側整體移動10mm,由于機泵與電機不在一個基礎上，電機與機泵對中值偏差較大，需擴孔電機進行找正。拆卸入口法蘭，檢查入口法蘭與管道有10mm 的位置錯口（2016年檢修管道檢修后一直有該錯口），通過螺栓帶緊，接入口法蘭口，但是管線應力無法消除，加工調整墊片消除10mm 錯口，消除該處應力；萬向聯軸器中間節較長，檢查發現聯軸節跳動值為0.35mm，超標更換新的萬向聯軸器；更換新彎管殼體，舊彎管殼體鏜床檢查垂直度，垂直度小于0.10mm,在標準范圍內，證明懷疑彎管管道變形說法不成立。啟機試運，水平振動依然偏高。

3.3 提升環管，調整小環管，振動值降至標準值

（1）處理經過。2019年6月21 日，裝置臨時停工，機泵超標現場測量驅動端水平振動7.2mm/s，垂直4.2mm/s，非驅動端水平6.5mm/s，垂直3.6mm/s，軸向2.8mm/s。斷開出口或入口法蘭面，短時間空試機泵，發現機泵振動明顯減?。ň∮?.0mm/s），且上開口1mm，所以判斷為管線應力導致該機泵振動超標。斷開環管底部管線，防止底部管線產生應力。斷開入口法蘭（垂直法蘭）拆卸八層平臺環管和基層地腳螺栓，用5T 導鏈從九層平臺吊環管，使其整體上提約2mm，然后連接出口法蘭，緩慢松解導鏈，調整找正法蘭口，然后，在八層平臺地腳處墊加斜鐵，之后焊接固定斜鐵。經過電機重新找正后，試機，發現振動值仍然超標，驅動端水平6.4mm/s，垂直2.0mm/s，軸向1.8mm/s，非驅動端水平5.2mm/s，垂直2.8mm/s，經過第一次找正后，取得了一定的效果，但是，振動值仍然超標。兩道法蘭口應力已解除，懷疑南北方向的火炬放空管線存在管線應力，通過2T 導鏈沿火炬管線方向拉扯小環管，發現振動值明顯下降，且在標準值范圍內，如下表1 所示：

表1 找正數據匯總（標準值≤4.5mm/s）單位：mm/s

最終2019年裝置停工大檢修期將火炬線法蘭口重新焊接，并且在管線上加支撐，解決了機泵長期振動問題。

（2）頻譜分析。檢修后振動穩定，電機額定轉速為2980r/min，現場反應電機軸功率有波動。設備振動最大點在泵對輪側水平，幅值4.6mm/s。電機對輪水平，幅值3.3mm/s，水平方向頻譜以轉頻為主（如圖1、圖2），伴有小幅諧波頻率，設備在前期檢修中發現設備管道應力過大，可能與此有關；垂直方向頻譜以轉頻的1、2 倍頻為主，可能與支撐剛性不足，轉子彎曲有關。

圖1 電機頻譜

圖2 泵頻譜

2019年10月6 日，設備在泵體與電機水平方向各增加了一個無線振動采集探頭，從采集的振動趨勢與頻譜中分析，設備振動趨勢較平穩，頻譜結構沒有發現異常變化。

4 故障原因分析與吸取的教訓

產生振動幾點原因：（1）機泵在八樓平臺，環管自重大，長年運行，基礎變形，環管沉降，導致法蘭口張口，管線應力增大，產生振動。（2）環管沉降，南北方向的火炬放空管線受力，該法蘭處產生開口，電機底部坐落于槽鋼基礎焊臺上，泵基礎坐落于水泥灌漿平臺上，泵基礎向南移動，電機基礎未變化，造成對中值超差，產生振動。吸取的教訓：管線應力導致機泵振動超標的故障，容易被忽視，在今后檢修作業中，機泵有強度高的管線時，首先要斷開法蘭檢查管線應力。

5 結語

在分析問題時應多思維、多角度分析，才能消除影響正確判斷的因素，做出正確的診斷。設備發生故障可能伴有很多種故障原因，分析主要原因的同時應不放過任一可疑原因，才能更全面地分析出設備存在的各種故障。通過現場判斷、頻譜分析、反復驗證有效防治故障，確保設備長周期、安全穩定運行，振動偏離治理很需要經驗技術，重在積累，才能抓住細節具體分析出故障。