重整裝置泵P-205 故障分析及處理

劉 新，解鳳強，王文勝，程 勇，王炎虎

（中國石油獨山子石化公司設備檢修公司，新疆克拉瑪依 833699）

0 引言

獨山子石化公司煉油廠重整加氫車間重整裝置泵P-205是單級離心泵，型號ZE880-4500，由大連蘇爾壽泵及壓縮機有限公司制造，介質常溫汽油，轉速2980 r/min。該泵振動長期超標，機泵運行在C 區和D 區，嚴重影響裝置平穩運行，通過做轉子動平衡和更換軸承，沒有解決問題。通過對該泵的狀態監測分析，發現該泵的故障頻率主要集中在3 倍頻，同時該泵有設計工況于實際運行工況不符合的現象，這些原因直導致了機泵的正常運行。通過對機泵運行中存在的問題進行分析、判斷，在檢修中重點對分析機泵故障頻率的產生，找到振動故障的主要原因，從根本上解決了影響機泵運行的問題，確保裝置“安穩長滿優”運行。

1 存在問題及原因分析

1.1 存在的問題

重整P-205 機泵長期振動超標，基本都在C 區和D 區運行，調取前幾次的檢修記錄，檢修原因都是機泵振動，有做動平衡的，有找中心的，還有更換軸承的，但是故障依然存在，沒有解決問題。前期中國石油股份有限公司剛發生機泵振動引起密封失效泄漏著火事故，所以消除機泵振動刻不容緩，獨山子石化公司專門成立了攻關小組，調派經驗豐富的技術專家和骨干開展科技攻關活動。使用BH550 對該泵的狀態監測分析，發現該泵的故障頻率主要集中在3 倍頻。在振動治理過程中，發現這些振動故障頻率主要以葉輪通過頻率為主。以重整P-205A 為例，泵振動最大為10.90 mm/s，振動故障頻率為葉輪通過頻率，即3倍頻，占通頻的90%以上。

由圖1 可知，機泵振動一直在紅色警戒線以上，有繼續增大趨勢，而圖2 顯示頻率主要集中在3 倍頻，即葉輪的通過頻率，很明顯葉輪的通過頻率是引起振動的主要原因之一，因此減低葉輪的通過頻率是當前的首要任務。

圖1 水平振動趨勢

圖2 故障頻率

同時，使用振動監測儀器對于機泵進出口管線進行檢測，發現管線在機泵停止運行時振動值達到7.5 mm/s，說明管線存在共振現象，這加劇了機泵的振動幅值。如何降低管線振動對機泵的影響，是一個十分重要的因素。

1.2 原因分析

查閱圖紙和技術協議以及工藝流程，發現該泵設計壓力為3.4 MPa、設計流量為80.6 m3/h，實際所需壓力1.6 MPa、所需流量47.8 m3/h。該泵運行已經嚴重偏離工況，造成機泵長期振動超標，嚴重影響機泵軸承密封等部件的使用壽命，再加上出口管線較長、缺乏有效支撐、與泵運行時產生共振等，增大機泵運行時的振動，振動嚴重時甚至可能造成因機泵振動大導致泄漏后發生火災、爆炸事故，嚴重威脅安全生產。所以，攻關的主要方向是讓機泵如何在合理的工況下運行以及如何加固出口管線。

2 處理方案

2.1 調整葉輪尺寸

建議通過切削葉輪的方式改變機泵額定工況，使機泵額定工況與現場運行需要工況相靠近，達到糾偏工況，降低振動的目的，以保證設備設施安全平穩運行。

以重整P-205A 為例，設計流量Q1=80.6 m3/h，實際Q2=47.8 m3/h，實際流量占設計流量百分比Q2/Q1=60%，按照一般經驗要讓實際流量占設計流量的80%，但考慮到實驗性切割，綜合考慮后按實際占設計70%切割，Q切=68.75 m3/h，按照切割定律D1/Q切=D1/D切，D切=D1×Q切/Q1=465×55/64=400 mm，400/465=8.6%、滿足要求，此時Q切=72.25 m3/h，流量占比為Q2/Q切=86%，葉輪直徑切割前為465 mm、切割后為400 mm（圖3、圖4）。

圖3 割前直葉輪切徑465 mm

圖4 切割后葉輪直徑400 mm

2.2 出口管線增加支撐

制作專用工具，利用鋼筋做成兩截，一端加膠片襯墊固定在出口管線上，起到緊固緩沖作用，另一端勾在泵基礎的起吊空上，中間用內螺紋短接鏈接，旋轉短接，調節鋼筋長度，將機泵出口管線與機泵基礎緊密連接在一起，增加出口管線支撐，降低機泵出口管線的振動，從而減少機泵共振（圖5）。出口管線被牢固地固定在泵上，消除了管線振動，從而大大降低了對泵的振動影響，達到了預期目標。

圖5 出口管線增加支撐

3 結論

重整P-205/A 按照制定方案對葉輪切割后，并且對于出口管線增加支撐，對機泵振動情況驗證，振動值由最大值10.90 mm/s 下降到3.1 mm/s 并趨于平穩（圖6、圖7）。

由圖6 可知，振動數值大幅下降，已由危險區域降低到平穩區域，達到B 區安全區域。從圖7 可知，3 倍頻已降到0.5 mm/s 以下，其他頻率振幅也大幅降低，達到預期目標：切削前，P-205A 的泵出口壓力3.4 MPa，電流212 A，葉輪直徑465 mm；切削后，P-205A泵出口壓力2.8 MPa，電流128 A，葉輪直徑400 mm。

圖6 B 區運行水平振動趨勢圖

圖7 B 區運行振動故障頻率圖

流量滿足工藝要求，振動幅值和3 倍頻率值都有明顯下降，滿足生產的需要，確保了裝置的安穩長運行。重裝和芳烴裝置都有類似的機泵，這個成功案例對于類似情況有很好的示范效果。泵葉輪切割后，軸功率減小，相應地耗電量也減小，在保證安全生產的同時又帶來了經濟效益，一舉兩得，事半功倍。