前言:高温冷凝液泵是煤制油气化厂变换装置的主要设备之一,其作用是将装置回收的工艺冷凝液泵送至分离罐中,为装置工艺生产提供用水。高温冷凝液泵 P-2400X01在运行过程中会出现轴承温度高、机械密封泄漏等问题,通过对该泵的检修,总结出该类型泵在运行中出现的一些问题以及原因分析。
高温冷凝液泵 P-2400X01A/B 简介
气化厂变换装置 P-2400X01A/B 高温冷凝液泵为双级单吸双 支撑式,壳体径向剖分,适用于输送高温高压以及有毒有害的液体。 其安装方式为水平中心线支撑,泵的吸入口法兰和排出口法兰均铸 造在泵体上,且垂直向上,叶轮为整体铸造,且经静平衡,泵的轴向 力主要靠叶轮的对称布置来平衡,剩于轴向力靠推力球轴承来平 衡,轴承体装有一套圆柱滚子轴承和一组背靠背安装的推力球轴 承,其轴承选用 SKF 轴承,采用甩油环稀油润滑,冷却水为压力 0.5 MPa 的循环冷却水.机封冲洗方案为:PLAN23,机封上的泵送环将机 封腔液体输送到换热器,经冷却后对机封进行冲洗。泵通过膜片联轴器于原动机直接驱动。
性能参数
额定流量:225m3 /h
扬程:279
转速:2950rpm
吸入压力:3.22MPa
排出压力:5.5MPa
最大允许工作压力:6.0MPa
最大允许工作温度:208℃
实际案例
(1)今年 10 月份以来气化厂变换装置高温冷凝液泵 P-240010 1A 安装完成后试车过程中,出现试车不到半小时止推轴承温度持 续升高并超过允许的最高温度(75℃)后停车。
(2)P-2400301B 在今年 10 月初第一次安装完成后试车,各项 数据均符合要求,泵体无泄漏,10 月底再次对该泵进行投运发现驱 动侧机械密封泄漏。
(3)2015 年 9 月烯烃公司变换工艺冷凝泵 P-35001 在开车运行 四个小时后出现止推轴承温度急剧升高,工艺车间紧急进行停车。
原因分析
(1)通过对泵 P-2400101A 非驱动侧轴承进行拆卸,发现轴承外 圈已经灼烧变色,说明轴向力 F 存在且过大,轴承长时间在高负荷 作用力下运行导致轴承外圈灼伤。
(2)通过对泵 P-2400301B 驱动端机械密封进行拆解,发现机械 密封两道密封动静环结合面无磨损、破损现场,只是第一道机封动 环两侧齐齐断裂,排除安装过程中野蛮施工以及泵长周期运行的正 常磨损,结合今年 10 月中旬宁夏地区有一次强力降温,应该是泵体 在第一次试车后残液未排放干净(泵在试运行过程中使用的是生产 用水,不是高温工艺凝液),甚至由于气候变化还可能会伴有结冰, 待高温冷凝液进入泵体后冷热交替导致机封动环涨裂。
(3)通过对泵 P-35001 拆检发现轴承调整垫以及泵轴轴肩位置 烧损比较严重,分析应该是止推轴承的调整垫尺寸加工有误,调整垫内外圈直径均超过设计值,导致调整垫与轴肩出现摩擦,随着泵 体的运转调整垫会越磨越薄,泵轴发生轴向窜动,(欢迎关注微信公众号:泵友圈)轴向力会越来越 大,当轴向力超过止推轴承的承受极限最终导致轴承、泵轴烧损。这 种现象造成的后果最严重,那是因为在泵开启的第一时间不会被出 现,运转过程中轴向力是逐渐增加的,初期轴向力会由止推轴承承 担,当轴承达到承受极限的一瞬间,整个泵体报废。
处理措施
高温冷凝液泵在运行过程中经常出现的问题是轴承温度高,可 以通过以下几个方面进行分析处理:
(1)轴承损坏。可以通过更换新的轴承来解决,安装时一般应注 意,轴承的结构、类型、尺寸和轴承部件的配合性质与原轴承是否一 致;不论用什么方法,所加的压力,都应加在紧配合的套圈上,不允 许通过滚动体传递压力,更能在轴承的保持架、密封圈、防尘盖等容 易变形的零件上加力;选用安装和拆卸轴承工具时,应保证加于轴 承圈上的压力垂直于套圈端面,而且应该均匀平稳;在安装时,要注 意使轴和轴承孔的中心线重合;当采用油脂润滑时,在安装其他附 件之前应按规定向轴承填加润滑脂,其量为 2/3。
(2)冷却、润滑不良。润滑油不足或过量,或者润滑油不合适;油 质不合格,油中进水、进杂质或乳化变质;轴承冷却水量不足,都会导致轴承温度高。
(3)轴承游隙不合理。轴承中游隙的存在是为了保证轴承得以 灵活无阻滞地运转,但是同时也要求能保证轴承运转平稳,轴承的 轴线没有显著沉降,以及承担载荷的滚动体的数目尽可能多。游隙 过小,滚动轴承温度升高,无法正常工作,以至滚动体卡死;游隙过 大,设备振动大,滚动轴承噪声大。因此,合适的安装游隙有助于轴 承的正常工作。
(4)轴承选型不合理。P-35001 泵在使用的过程中轴承做过一 次技改,将出厂轴承 6217 深沟球轴承更改为 NU317 圆柱滚子轴承。 泵厂家为了满足装置的运行工况,对该泵的叶轮外径进行了改动, 叶轮口环大小不一致,使得轴向力不能由叶轮达到自平衡,使得轴 沿轴向位置有一定的窜动,通过下表对比不难看出 NU 系列圆柱滚 子轴承更能适应工艺需求。
(5)超重或超载。P-2400X01A/B 高温冷凝液泵在试车过程中, 轴承温度高,通过在两盘轴承中间内、外圈加铜皮调整游隙的方法, 多次进行调整,推力轴承温度仍在 75℃左右。随后,对该泵进行全面 检查,检查过程中发现次级叶轮外径比设计图纸大,原设计尺寸 325mm,实际加工尺寸 350mm。高温冷凝液泵的叶轮是对称布置的 两个相同的叶轮,自动平衡轴向力,厂家为了达到气化装置运行设 计要求,将次级叶轮外径增大,结果导致运行时,叶轮轴向力不能有 效的自平衡,使得多余的轴向力作用到止推轴承上,轴承受力过大 而发热。随后对次级叶轮外径进行了车削,加工到叶轮原设计尺寸 后,各参数均在要求范围内,运行稳定。
(6)轴承盖对轴承施加紧力过大。高温冷凝液泵输送的介质温 度较高,因热膨胀系数不一致会引起轴与外壳相对位置的变化,这 就要求非驱动端双列角接触球轴承与轴承压盖留有一定的间隙,如 果间隙不合适也会导致轴承温度高。
总结
通过对高温冷凝液泵的多次检修、总结,要确保该类型泵的正 常运转,除了要确保检修质量外,还和泵的设计、运行工况、工艺操 作以及气候变化都有关系,在运行过程中我们可以通过增加伴热保 证泵体的温度,泵停运后要排干净残液,开启时要检查冷却水管线 是否通畅等等一系列手段来提高泵的运行周期。