趙巖

（中石油云南石化有限公司，云南 昆明650300）

當(dāng)臥式多級離心泵長時間運行而沒有故障時，石油化工廠技術(shù)人員很容易忘記維修和維護(hù)泵，工程師可能會習(xí)慣于它們的自然運行，當(dāng)臥式多級離心泵最終發(fā)生故障并且沒有充分準(zhǔn)備時，這可能會導(dǎo)致嚴(yán)重的安全問題。行業(yè)技術(shù)指南始終建議定期維護(hù)臥式多級離心泵，至少每年一次，并可能在對工廠運營至關(guān)重要的情況下更頻繁地進(jìn)行維護(hù)。如果定期且有效地執(zhí)行檢維修工作，預(yù)防性維護(hù)可以顯著減少停機時間和成本，只需定期更換機械密封、墊圈和O型圈即可阻止因故障而造成的進(jìn)一步損壞。通過對臥式多級離心泵檢維修技術(shù)的深入探討，為石油化工行業(yè)同類裝置的檢維修管理提供指引。

1 臥式多級離心泵技術(shù)參數(shù)

臥式多級離心泵參數(shù)額定流量:6-1000m3/h。額定揚程:40-2000m。轉(zhuǎn)速:3500r/min、2900r/min、1750r/min、1450r/min。工作頻率:5OHz/60Hz。

臥式多級離心泵為臥式分段泵。由于壓力大、流量大，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、礦山、高層建筑給水、水循環(huán)系統(tǒng)、油田等鍋爐給水。由于設(shè)計不同，可分為五種類型的泵:

1）D系列泵:介質(zhì)溫度不超過80℃。適用于高層建筑、住宅、礦山、消防、增壓、空調(diào)制冷水循環(huán)等給排水；

2）DG系列鍋爐給水泵:介質(zhì)溫度不超過160℃。適用于輸送熱水，如給鍋爐、市政和工業(yè)供熱系統(tǒng)供水；

3）DY多級離心油泵:輸送溫度范圍-20～+105℃，粘度小于120的油及不含固體的油品；

4）DF系列不銹鋼多級離心泵:輸送不含固體的腐蝕性液體-20～+105℃；

5）MD系列耐磨礦用多級離心泵:適用于輸送顆粒＜1.5%，粒徑＜1mm，-20-+105℃的礦用水。

本文研究對象為DG-2499Y型臥式多級離心泵，廣泛應(yīng)用于石油化工行業(yè)，該型號的多級泵的首尾軸上有兩個軸承，泵與電機之間采用彈性銷聯(lián)軸器，從電機看旋轉(zhuǎn)方向為順時針方向。采用水平吸入垂直排放，軸承采用黃油潤滑。軸封使用填料密封或者機械密封方式。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 DG-2499Y型臥式多級離心泵結(jié)構(gòu)示意圖

2 臥式多級離心泵機械密封失效的原因分析

由于臥式多級離心泵的故障，常常是由于機械密封失效所引起。為了提高專業(yè)技術(shù)人員的檢維修技術(shù)，對其機械密封失效的原因進(jìn)行深入分析。

2.1 無潤滑式干運行

無潤滑式干運行是泵在沒有流體的情況下運行的地方。這意味著通常依靠泵送液體進(jìn)行冷卻和潤滑的內(nèi)部零件會受到大量摩擦和熱量的影響，從而導(dǎo)致迅速故障。故障可能在幾秒鐘內(nèi)發(fā)生，因此確保泵在運行前完全充滿流體總是很重要的。如果密封件無潤滑式干運行，它的表面將變成白色，為了防止無潤滑式干運行，可以通過傳感器檢測到大量潤滑油溢出并應(yīng)該在發(fā)生過多損壞之前停止泵運行，如圖2所示。

圖2 無潤滑式干運行故障示意圖

2.2 化學(xué)因素的影響

每種材料都有它的腐蝕性。如果液體與流體不相容，則可能導(dǎo)致橡膠密封件、墊圈、葉輪、泵殼和擴散器等內(nèi)部零件破裂、膨脹、收縮或變質(zhì)。化學(xué)物質(zhì)的兼容性概述了哪些材料與哪些流體兼容，將它們從“兼容”到“排斥”進(jìn)行清單式分類。每當(dāng)發(fā)生頻繁的泵磨損，或者泵在短時間內(nèi)發(fā)生故障時， 這是應(yīng)首先檢查的項目之一。

2.3 氣蝕

泵由它們運行的氣泵系統(tǒng)控制。如果不加以限制，它們可能會以損壞內(nèi)部部件的性能運行——類似于在轉(zhuǎn)速表為紅色的速度下掛入一檔駕駛汽車下坡。在后臺檢測界面的性能曲線會提示錯誤會導(dǎo)致加速零件磨損，密封件磨損就是其中之一。

2.4 過熱

高流體溫度產(chǎn)生的過多熱量會導(dǎo)致彈性體膨脹或熔化，從而限制其有效性，從而導(dǎo)致泄漏。高流體溫度不僅源于工藝過程，而且如果由于關(guān)閉閥門的操作或流體繼續(xù)通過安全閥，再循環(huán)而導(dǎo)致流體循環(huán)長時間就會發(fā)生流體加熱，從而對密封系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

2.5 不規(guī)范的安裝作業(yè)

安裝密封件后，它設(shè)計為隨軸移動。橫向和縱向移動是正常的。如果安裝不正確，則過大的間隙會對密封件造成破壞力。如果太受限制，密封彈簧可能會折斷或面臨磨損，如圖3所示。

圖3 密封件彈簧故障示意圖

2.6 軸承磨損引起的軸運動

如果軸有太大的間隙，它的橫向運動會導(dǎo)致密封件承受軸向的壓力而不是軸承吸收這種力，高扭轉(zhuǎn)力會導(dǎo)致密封件撕裂。

2.7 磨損的軸或磨損

某些彈性體會增加軸的磨損，這意味著當(dāng)更換密封件時，如果多年來由于摩擦而使軸具有較小的外徑，則密封件將無法緊密貼合，從而導(dǎo)致流體泄漏。

2.8 固體雜質(zhì)的進(jìn)入

密封件是專門為泵送過程設(shè)計的，如果密封件遇到固體顆粒，例如沙子或淤泥，而這些顆粒不是設(shè)計用來處理的，則可能會導(dǎo)致在軟密封面上形成凹槽，從而導(dǎo)致密封件滴落并泄漏過程介質(zhì)。安裝硬面機械密封可以限制并防止此問題再次發(fā)生，如圖4所示。

圖4 密封件顆粒磨損故障示意圖

3 裝置臥式多級離心泵檢維修技術(shù)探討

3.1 啟動后零流量的檢維修技術(shù)

問題 可能的原因 檢修措施泵或吸入管道中的空氣 確保泵和管道完全充滿液體。泵不能吸入管路中的空氣灌注。吸程太高 檢查入口是否阻塞。如果沒有障礙物，計算摩擦損失。如果靜升程太高，必須升高吸入罐中的液體或降低泵。啟動后零流量具有摩擦損失的實際揚程高于泵設(shè)計。計算排放中的水頭和摩擦損失。檢查所有閥門是否打開。糾正增加管道直徑，或增加葉輪直徑，電機功率或泵。操作反轉(zhuǎn) 檢查電機旋轉(zhuǎn)方向是否與泵殼上的箭頭方向一致速度不正確 檢查電源電壓和頻率。電機也可能有缺相葉輪、過濾器或止回閥堵塞 清潔葉輪、閥門和過濾器測壓頭不足

3.2 流量問題的檢維修技術(shù)

問題 可能的原因 檢修措施空氣通過軸封、吸入管、吸入口進(jìn)入。泵用空氣提升液體。流量減少或沒有流量檢查吸入管道是否有泄漏，包括所有接頭和配件。檢查軸封，必要時增加密封液壓力。檢查吸入管道或閥門在液體中的深度，并根據(jù)需要加深。檢查入口水箱是否有渦流。吸入管中的氣穴 檢查吸入管路的角度，確保沒有氣泡，如果有，請確保安裝了空氣消除閥測壓頭的增加 止回閥全開，排放管無障礙物葉輪、過濾器或止回閥堵塞 清潔葉輪、閥門和過濾器

3.3 驅(qū)動程序超載問題的檢維修技術(shù)

問題 可能的原因 檢修措施泵以較低的測壓頭運行 實際揚程低于最初指定的揚程。將葉輪尺寸減小到供應(yīng)商建議的直徑或使用逆變器來降低泵速速度太高 降低泵轉(zhuǎn)速或調(diào)整葉輪至所需尺寸泵內(nèi)機械摩擦 檢查泵轉(zhuǎn)子是否有任何阻塞或偏轉(zhuǎn)包裝傷口太緊 松開填料壓蓋上的螺母聯(lián)軸器偏差 檢查聯(lián)軸器橡膠并重新調(diào)整泵和聯(lián)軸器泵送液體的密度或粘度高于規(guī)范數(shù)值 增加電機尺寸電機缺陷 檢查電機故障?？赡軟]有正確通風(fēng)并且處于不良位置驅(qū)動程序超載

3.4 軸承過熱問題的檢維修技術(shù)

問題 可能的原因 檢修措施聯(lián)軸器對準(zhǔn)不良 檢查聯(lián)軸器橡膠并重新調(diào)整泵和聯(lián)軸器軸承蓋太緊 必要時檢查并松開軸承蓋泵送流量小于最小安全連續(xù)流量 增加流量。如有必要，使用旁通再循環(huán)閥或管路油脂過多 去除多余的油脂潤滑不足或潤滑油/油脂臟污或被污染 檢查油/潤滑脂的量。清潔軸承、軸承座并潤滑軸承過熱

3.5 振動問題的檢維修技術(shù)

問題 可能的原因 檢修措施部分堵塞的葉輪 清潔葉輪葉輪磨損或有缺陷 更換葉輪聯(lián)軸器對準(zhǔn)不良 檢查聯(lián)軸器橡膠并重新調(diào)整泵和聯(lián)軸器斜軸 檢查軸并根據(jù)需要更換不平衡部分 如果需要，檢查和重新平衡零件振動

3.6 噪音問題的檢維修技術(shù)

問題 可能的原因 檢修措施噪音過大液體中存在空氣 吸入管需要浸沒，以確保不會在液體表面產(chǎn)生渦流。檢查吸入管中的液位或增加吸入管的深度。泵在氣蝕區(qū)工作 檢查吸入泵中的液位，檢查吸入損失。檢查吸入管路中的閥門并確保完全打開。通過降低泵來增加吸入揚程。泵在工作范圍之外運行 檢查工作點

4 結(jié)語

總而言之，研究分析和處理多級臥式離心泵主要故障的策略具有十分重要的意義。相關(guān)工作人員應(yīng)對當(dāng)前多級臥式離心泵概況有全面的了解，針對具體的多級臥式離心泵能夠及時找出并全面分析其主要故障，并通過分析原因，找出解決措施，保證機泵能夠正常運行，希望能夠為同類型的臥式離心泵出現(xiàn)相似的故障提供一些幫助。