重油循环泵振动大原因分析及对策

魏奕博，龚春雷

(中国石油天然气股份有限公司兰州石化分公司，甘肃 兰州 730060)

乙烯裂解装置初馏区域的重油循环泵，主要利用从油洗塔塔釜采出重柴油经重油循环泵送至稀释蒸汽发生器产生稀释蒸汽，冷却后的油品作为每台裂解炉裂解气的急冷油，降低裂解气进入油洗塔的温度，该泵是裂解装置的关键核心机泵，制约着整个装置的长周期稳定运行。重油循环泵由日本荏原公司制造，卧式单级双吸入中心支撑的工艺泵，流量为1320 m3/h，扬程为177(米液柱)，轴功率为765.2 kW。需要及时进行原因分析并且根据原因开始下一步的对策进行维修处理。

1 运行现状

重油循环泵在在运行状态下振动大，振动烈度最高时会达到20 mm/s，机泵运行过程中轴承温度明显偏高，碳环密封有轻微泄漏，停机时透平碳环密封蒸汽泄漏量较大。

该泵的正常情况下的振动烈度应该在7.1 mm/s以下，20 mm/s已经远超于标准值，已经达到停机的评定标准。需要对重油循环泵进行拆卸检查。分别对透平机、减速器、泵体进行问题排查。

2 原因分析

为了彻底查清机泵振动大，轴承温度高的问题，从以下几个方面进行检查：

2.1 核对对中数据

进行打表测量对中数据，实际值为：径向0.22 mm，轴向0.10 mm标准值为：径向0.10 mm，轴向0.05 mm。从对中数据可以看出已经偏移标准值，轴不对中，振动值变大。

图1 核对对中数据

2.2 检查透平轴瓦(薄壁瓦)

轴瓦是滑动轴承和轴颈接触的部分，形状为瓦状的半圆柱面，非常光滑，一般用青铜、减摩合金等耐磨材料制成。轴瓦材料通常较软，内圆柱面不宜用磨削法加工，可以采用镗削、金刚镗削、刮削或研磨法加工[1]。

打开透平壳体发现透平两端轴瓦损伤严重并且存在变形，合金层机磨损、脱落，轴瓦基本烧坏，并且透平轴轴承部位有明显磨损痕迹，碳环密封密封部位有磨损痕迹，轴端碳环密封磨损，梳齿已磨平。对透平轴进行轴跳动测量后发现：轴跳动最大达到0.25 mm，标准跳动0.02 mm，严重超过标准值。测量轴承部位轴径，轴径为89.45 mm，小于轴径要求的最大偏差，说明轴已经磨损，而碳环密封部位轴径符合要求。测量轴瓦预紧力数据为：-0.02 mm，非驱动端压量数据为-0.04 mm，在正常范围内。

2.3 检查变速箱

发现轴瓦(薄壁瓦)有轻微磨损，轴瓦座有修复痕迹，经了解为手工修复后已经变形，经测量不同部位直径，轴瓦座已非圆，导致高、低速轴两侧瓦座不同心。高、低速齿轮无损伤，主油泵齿轮有磨损的痕迹。测量轴瓦预紧力数据为：-0.03 mm，非驱动端数据为-0.04 mm，在正常范围内。

图2 磨损严重的轴承座

图3 受损的轴瓦

2.4 检查泵体的轴及轴承

泵体轴承为滚动轴承，滚动轴承是将运转的轴与轴座之间的滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失的一种精密的机械元件[2]。检查轴承未发现明显异常。泵轴无明显损伤痕迹，对泵体轴进行轴跳动数据测量：跳动在0.02 mm内，表明泵体轴无变形。

2.5 检查机泵润滑油情况

发现润滑油有乳化的现象，润滑油中带水。对润滑油系统进行检查，油冷却系统、蒸汽加热系统、以及油箱其他部位，没有发现泄漏点，从运行情况来看，该泵在停泵时由于碳环密封存在一定的泄漏，而变速箱轴端密封为迷宫密封，泄漏的蒸汽可以从密封进入减速箱，最终进入主油箱，因此可以断定润滑油带水的原因是碳环密封泄漏导致润滑油进水引起。

由以上分析可以看出，机泵振动大的原因是透平轴端密封的泄漏导致润滑带水，导致润滑不良；正常运行过程中由于润滑不良，油膜成形不好，加剧了轴瓦及轴的磨损，使透平的振动逐步增大；维修中对变速箱轴瓦座修复不到位，使变速箱高、低速轴均不同心，齿轮啮合不佳，导致变速箱振动大。以及维修时对中偏差大也是机泵振动大的原因之一。

3 下一步的对策

3.1 重新对中

在后续检修中，严格按照要求进行对中，调节泵的对中位置后，重新进行打表，打表实际情况为：达到标准范围内。

图4 对中数据

3.2 透平轴采用激光熔敷维修

激光熔覆是指：通过同步或预置材料的方式，将外部材料添加至基体经激光辐照后形成的熔池中，并使二者共同快速凝固形成包覆层的工艺方法[3]。

透平轴采用激光熔敷修复后的数据：修复标准需要达到原轴径φ90 mm，修复后数据达到原轴径φ90 mm，表明透平轴采用激光熔覆修复成功。将磨损轴端支撑瓦部分进行更换处理。维修人员更换新的轴瓦，轴瓦瓦量为：东边0.08 mm，西边0.09 mm。

3.3 变速箱高、低速轴维修

对于轴瓦座手工打磨的痕迹，因为是手工操作，存在误差，已经变形，已非圆，两侧瓦座不同心，不能保证轴瓦的位置正确，也会使振动变大。齿轮磨损修复，需要整体更换变速箱。

更换变速箱后需要重新找正，从变速箱找泵非驱动端找正数据如下：轴向0.01 mm，径向0.05 mm。找正数据在机泵使用标准0.10 mm的允许范围之内。

3.4 泵体轴承和轴

泵体轴承和轴完好，没有变形磨损，进行清理维护。

3.5 碳环密封

碳环密封的结构包括环形密封腔体和环形轴套[4]，对碳环密封进行修复或者更换，并且保证轴的光滑度确保碳环密封的效果。另外，为了保证机泵今后的正常运行，需要按照规定定期对润滑油进行油质分析，保证润滑油的润滑效果。

3.6 润滑油

润滑油是用在各种类型汽车、机械设备上以减少摩擦，保护机械及加工件的液体或半固体润滑剂[5]。定期检查邮箱润滑油，确保油质合格，并定期更换润滑油。

4 现场实际运转数据

表1 重油循环泵开车实测数据

表1数据为维修改造之前泵运行数据和改造后的开车运行数据，可以看出重油循环泵在维修改造后振动和温度有了明显的变化。

机泵改造后运行数据，转速在1400～1489 r/min的情况下，振动值在振动烈度表的运行良好范围内。

5 结 论

通过对重油循环泵之前存在问题的分析，针对性的进行了对变速箱、轴瓦的更换，还有对联轴器侧轴的激光熔覆修复，对轴承座的重新找中和最后连接驱动端和非驱动端的找正工作。开车时，机泵振动在2.1 μm左右，属于运行良好范围内。还对碳环密封进行维修，保证润滑油的润滑效果。解决了重油循环泵振动值大，机泵外壳温度过高的问题。