屏蔽泵故障分析和对策

第 3 9 卷增刊 1 2 0 1 0年 8月 石油化工设备 Vo 1 3 9 S u p p l e me n t 1 PETRO CHEMI CAL EQUI PMENT Au g 2 0 1 0 文章编号 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 1 0 增刊 1 0 0 7 5 0 3 屏蔽泵故 障分析和 对 策 邓渊 王彤 孔文涛 兰州石化公 司 合成橡胶厂 甘肃兰州 7 3 0 0 6 0 摘 要 结合 1 0万 t a丁苯橡胶 装 置的 生产 工艺和 屏 蔽泵 的结构特 点 分别 从轴 承磨 损 和 泵汽 蚀 两 个方 面对屏 蔽泵 温度 过 高的原 因进 行 了分析 并提 出了相 应 的解 决对 策 关键 词 屏蔽泵 轴承磨损 汽蚀余量 温度 分析 对策 中图分类 号 TH 3 文献标 志码 B Fa i l u r e Ana l y s i s a nd Co u n t e r m e a s u r e o f t he S hi e d Pu mp DENG Yua n W ANG To ng KONG W e n t a o La n z h o u Pe t r o Ch e mi c a l S y n t h e t i c Ru b b e r Fa c t o r y La n z h o u 7 3 0 0 6 0 Ch i n a Ab s t r a c t Wi t h 1 0 0 0 0 0 t a b u t a d i e n e s t y r e n e r u b b e r i n s t a l l a t i o n s t h e p r o c e s s o f p r o d u c t i o n a n d t he s h i e l d pu m p s s t r uc t ur a l c ha r a c t e r i s t i c s r e s pe c t i v e l y f r o m b e a r i n g we a r i ng a n d pu m p c a vi t a t i on s t he c a u s e of t he hi gh t e mp e r a t u r e a bo ut s hi e l di n g pu m p s we r e a n a l y z e d a n d t he c o r r e s p on d i n g c o u nt e r m e a s u r e i s pu t f o r wa r d K e y wo r ds s hi e l d pu mp be a r i ng we a r i n g ne t po s i t i v e s uc t i o n he a d t e m p e r a t ur e a n a l ys i s O O1 1 nte r m e as ur e 兰州 石化 公 司 橡 胶 厂 1 0万 t a丁苯 橡 胶 装 置 于 2 0 0 8 0 3 2 7 建成投产 其单体储存与配制单元 中 V一 1 0 1储罐 中 的介 质 为 苯 乙烯 苯 乙烯 蒸 气 有 毒 易燃 与空气可形成爆炸性混合物 遇明火 高热或 者 与氧化剂 接触 有 引起 燃 烧 爆 炸 的危 险 为 了减 少苯 乙烯 的泄漏 设 计 时特 将 苯 乙烯进 料 泵 全 都 选 用屏 蔽泵 苯 乙烯 进料 工艺 流程见 简 图 1 其 中 A1 A2为 A线 2台进料 泵 B 1 B 2为 B线 2台进 料泵 A2和 B 2分别 为 A B线 的备用 泵 图 1 苯 乙烯进料 工艺 流程 B线 2台苯 乙烯进 料泵 P 一 1 0 1 B 1和 P 1 0 1 B 2均 为大 连 帝 国 屏 蔽 泵 厂 生 产 其 型 号 为F 4 2 4 1 6 H4 B M一 0 4 0 6 U1 B I Z K 泵 的 全 扬 程 为 1 1 5 m 设计体 积流量 3 m h 进 口压力0 0 8 5 MP a 出 口 压力 1 0 9 4 MP a 泵 的人 口法 兰 为 I F 一 6 5 RF 出 口 法兰为 I F 4 0 R F 配用 电动机输 出功率1 1 k w 额 定 电流 2 4 A 其转 子 定子 屏蔽 套都选 用 S US 3 1 6 L 加 工 而 成 轴 承 材 质 为 石 墨 轴 套 和 推 力 盘 选 用 S U 3 O 4 司太立 合金 前 系统 B线 刚开 车 这 2台进 料泵 就 同时 出现 以下 2种 故 障 轴 承 轴套磨 损 其 中 1 个轴 承 中 部出现 1 个环形裂纹 使轴 承一分两半 另一个轴 承一边边缘局部磨碎 轴套局部磨损过度 已经 出 现发黑的现象 泵体温度过高 2台进料泵的泵 体 叶轮以及循环管处均 出现了 比其它几 台温度过 高 的 现 象 苯 乙 烯 进 料 泵 不 同 部 位 的 温 度 对 比 见 表 1 收稿 日期 2 0 1 0 0 3 0 5 作者简介 邓渊 1 9 8 5 一 男 陕西渭南人 助理工程师 学士 从事石化设备 的管理工作 石油化工设备 2 0 1 0 年第 3 9 卷 表 1 苯 乙烯进料泵不 同部位温度 1 故障原因分析 1 1 1 轴承磨损 为 了对 电机 和 轴 承 进 行 冷 却 与 润 滑 P 1 0 1 B 1 B 2基本 型屏蔽 泵 将 一小 部 分 苯 乙烯 由泵 出 口经 过 滤 网 循 环 管从 电机后端 进入定 子 转子屏 蔽套 之间 的 间隙和轴 承 再 回到 泵 腔 内 形 成 冷却 液 的循环 基本 型屏蔽 泵的工 作原 理见 图 2 循环 液 对 轴承 的 润滑冷却 以及电机 的冷 却都 起 着 非 常重 要 的作 用 因此 在 循环 液 中如 果有 杂质或 者流量 不足 时 就会 导 致轴 承与轴套 轴 承 与 推力 盘之 间 的流 动 液 膜遭 到破坏 轴承 产 生 的热 量 带 不 走 加 快 了轴 承 的磨 损 因此 机泵 出口循 环管 的畅 通 对 基本型 屏蔽泵 的正常运 行是 非 常 重要 的 经 检 查 未发 现 循 环管 有 杂质堵 塞 图 2基 本 型 屏 蔽 泵 工 作原 理 轴承 检测 器 TR G 表 只 能对 轴 的径 向 位移 进行 监测 而不能 反应 轴 的轴 向位 移 因 此 轴 向位 移 只能通 过 测 量 轴 承 温 度 和 轴 向振 动 等 手 段 来 判 断 维修检查并未发现轴有轴向位移 综上所述 轴承磨损很有可能是泵体温度过高 所致 由于 轴所 产 生 的 热 量 未 能 及 时 被 循 环 液 带 走 使轴 承 的温 度也 超过 了设计 温度 从 而致 使轴 承 磨 损 断 裂 1 2泵体温度过高 对 2台泵更换轴承 轴套后发现泵体温度并没 有下降 但 将 P 一 1 0 1 B 1与 同等 工艺 条 件 下 的 P 一 1 0 2 B 1屏蔽泵对调 P 一 1 0 1 B 1泵体温度迅速下降到 设 计值 以 内 而 P 一 1 0 2 B 1泵 体 温 度 也 超 过 了 设 计 值 与 P 一 1 0 1 B 1 泵 在 此位 置 时 的情 况 相 同 由此 判 断 泵体温度超高不是泵机械故障的问题 初步推测 泵体 内很可 能存 在 汽蚀 现 象 因此 需要 对 吸人 管 路特性 进行计 算 由现场 管 线 布置 可 以看 出 介 质 苯 乙烯 是从 苯 乙烯槽 通过 1 根 06 5 mm 的管线流 入 1根横 向分流 的 0 4 0 mm 管线 再 通过 4 0 mm 的管线进 入各 泵 的入 口 储罐 内苯 乙烯最低 液面至 泵 吸入 V I 中心的高度 h 一3 m 屏 蔽 泵 必须 的 汽蚀 余 量 NP S H 一1 2 m 有效汽蚀余量 NP S H 一3 5 m 屏蔽泵的设计体积 流量 q v 一 3 m h O6 5 mm 的 管 线 长 Z l 一 5 5 m 由于新鲜苯 乙烯槽 连着 4台进 料 泵 A B线 会 同 时 开启 2台泵 计算 流 动损 失 时 应 以 同时 开启 的管线 分别 最 长 的 2台泵 为 例 文 中这 2台 泵 所 对 应 的 04 0 1 1 1 3 1 的管线长度 分别 为 z 2 8 5 m z 一2 5 m 苯 乙 烯 密 度 10 8 9 5 k g m 粘 度 一 0 6 6 1 0 Pa s 1 O6 5 mm 管 线 的流 动 损 失 6 5 mm管 内 物料 的平均速 度 一2 q v 3 6 0 0 n r 0 5 m s 雷 诺 数 Rg p u 一 4 4 2 9 4 4 0 0 0 所 以 物 料 在 6 5 mm管 线 中为 湍 流 当 Re d 1 0 时 工 程 上 常 广 泛采 用下式 计算 阻力 系数 1 0 3 1 6 4 Re 一 0 0 2 1 8 1 6 5 mm 的管线 上 有 2个 截 止 阀和 2个 9 O 弯 头 把物 料流 过管件 或 阀 门所 产 生 的局 部 阻力 损 失 折合成流体流过长度为 z 的直管 的阻力损失 z 一 2 3 0 0 d 3 5 d 4 3 5 m 则 6 5 mm 管线 总 的 流动 损 失为 hf 一 0 21 m g 2 04 0 mm 管 线 流 动 损 失 物 料 在 声 4 O mm 管 线 中 的 平 均 流 速 一 2 q 3 6 0 0 n r 一 0 6 6 m s 雷诺数 RP p u 2 一3 5 8 0 0 4 0 0 0 所 以物料 在 04 o mm 管 线 中 也 为 湍 流 同 理 按 式 1 计算 的阻力系数 一0 0 2 3 04 o mm 的 2段管 线上各有 1 个截止阀和 1个弯头 把物料流过管件 或阀门所产生 的局部阻力损失折合成流体流过长度 分 别 为 z z 的直管 的阻力损 失 则 z z z 一3 0 0 d 3 5 一1 3 4 m 因此 4 O mm 的 2 段 管线 总的流 动损失分别为 h一 0 2 8 mhf 2 A 2 U m 一 一 厶g h 2 一 0 2 0 m 第 3 9卷增 刊 1 2 O 1 O年 8月 石油化工设备 P ETRO CHEM I CAL EQUI PM ENT Vo1 3 9 Su pp l e me n t 1 Aug 2 01 0 文章编 号 1 0 0 0 7 4 6 6 2 0 1 0 增 刊 1 0 0 7 7 0 3 预冷器 出 口管道焊接变形分析及处理 张国辉 郑大铳 胡海霞 姚建成 1 河 j E 华北石油工程建设有 限公 司 河北 任丘0 6 2 5 5 0 2 华北 油田公 司 基建工程部 河北 任丘0 6 2 5 5 0 摘 要 对 集注站 采气 系统 天然 气预 冷 器 出口工 艺管道 的直 管段 焊接 后 横 向收缩 过 大的原 因进行 了 分析 提 出 了应采取 的预 防措 施 关 键词 预冷器 管道 焊接 变形 处理 中图分 类号 T Q 0 5 5 8 1 文献 标志 码 B W e l di n g De f o r m a t i o n An a l y s i s a n d M e a s u r e s o f Pr e c o o l e r Ou t l e t Pi p e ZHANG Gu o h ui ZHENG Da c h o ng 2 HU Ha i x i a YAO J i a n c he ng 1 Hua be i Pe t r o l e u m Eng i n e e r i n g Co ns t r uc t i o n Co Lt d Re nq i u 0 62 5 5 0 Ch i na 2 The I n f r a s t r uc t u r e En g i ne e r i ng De pa r t m e n t of Pe t r o Ch i na H ua be i Oi l f i e l d Co m p a ny Re nq i u 0 6 2 5 5 0 Ch i na Ab s t r a c t I n o r d e r t o e f f e c t i v e l y c o n t r o l t h e s t r a i g h t p i p e s e c t i o n s a f t e r we l d i n g h o r i z o n t a l c o n t r a c t i on p r ob l e m i s t o o l a r g e t h e pr o bl e m a r i s i ng f r o m a n a na l ys i s of t he r e a s on s t he p r e c a u t i o n a r y m e a s u r e s wa s pu t f o r wa r d a n d t a ke n 管线总的流动损失 Hf 一 一O 6 9 m 2台泵的汽蚀余量 N P S H 一 一 Hf 2 3 1 m 而每 台泵的汽蚀余量 N P S H a N P S H 2 1 2 m 由此可 以看出 苯 乙烯进料泵体 内存在汽蚀现象 2 解决措施 析 并且 根 据理论 计算 提 出 了相应 解 决方案 满足 了 生产需 求 参考文献 E l i 关 醒 凡 现 代 泵 技 术 手 册 M 北 京 宇 航 出 版 社 1 9 95 E 2 吴焕利 徐功英 季明强 等 乙烯输送泵泵壳泄漏故障 1 提 高液位 可以把苯 乙烯槽 中的液位从 3 m提高 到 4 m 则 h 一4 m N P S H 一 1 6 6 m N P S H