尹崇钢，刘登正，曹栋
（四川泸天化股份有限公司，四川 泸州646300）
［摘 要］四川泸天化股份有限公司150 kt/a气头合成氨装置脱碳系统设有3台双吸单级离心式溶液循环泵（P201A/B/C，常规运行方式为“P201A与P201C并联运行，P201B备用”，P201通过联轴器由电机驱动，其轴封为机械密封），总体运行情况较好。2020年以来，P201频繁出现振动大故障而不得不切换运行及突发检修的状况，而泸天化现场小机泵维护修理涉及加工制作的业务大多外委。为更好地进行小机泵的预防性和预知性维修管理，泸天化自2021年开始系统性地在一些重要机泵上投用沈鼓测控SG2000机泵群无线·云在线状态监测系统，借助于SG2000系统先进的在线状态监测诊断分析手段，针对P201检修作业进行攻关，提出了系统化的相关振动成因分析及其处理方法，通过全面开展预知性维修工作，有效管控了P201维修过程各环节的工作质量，明显改善了其服役状态。
［关键词］脱碳系统；双吸单级离心式溶液循环泵；振动大；SG2000在线状态监测系统；诊断分析；应对措施；检修工作重点
［中图分类号］TH311 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2026）01-0063-04
0 引 言
四川泸天化股份有限公司（简称泸天化）合成车间150 kt/a气头合成氨装置主生产工艺为天然气湿法脱硫、氧化锌精脱硫、烃类蒸汽二段转化、高低温变换、热钾碱脱碳（两段吸收两段再生）、醇烷化、低压氨合成工艺。其中，脱碳系统设有3台双吸单级离心式溶液循环泵（P201A/B/C），其任务是将升压泵送来的压力为0.18 MPa、温度为80 ℃的苯菲尔半贫液加压至2.19 MPa后输送至CO2吸收塔，工艺操作常规运行方式为“P201A与P201C并联运行，P201B备用”，总体运行情况较好；P201A/B/C于1966年自英国WEIR公司引进，型号为HVC，泵型结构为BB3（API610），叶轮为单级双吸，叶片数6，其联轴器于2009年更新为北京通联弗莱科技有限公司制造的弹性膜片联轴器，叶轮与轴装配为单键过渡配合，轴套锁紧，轴封为机械密封，驱动端轴承为双列角接触球（径向）轴承（SKF 3210）、非驱动端轴承为双列角接触球（径/轴向）轴承（SKF 3308）。P201A/B/C主要设计参数：进口压力0.175 8 MPa、出口压力2.19 MPa，工作温度100～110 ℃；流量178 m3/h、扬程166.2 m，转速2 900 r/min；泵效率63%，泵功率164.1 kW，配套电机功率186.5 kW。
2020年以来，P201频繁出现振动大故障而不得不切换运行及突发检修的状况。据《石油化工旋转机械振动标准》（SHS 01003—2004）[1]振动烈度评定等级标准，P201A/B/C运行时振动烈度处于振动不合格的C级或D级区间的情形很多（据实际经验P201正常振动速度有效值需小于4.5 mm/s），此种状况下P201A/B/C连续运转较短时间就可能会出现机械密封或轴承损坏等故障。
由于日常检维修配套设施成本等方面存在管理不利因素，泸天化现场小机泵维护修理涉及加工制作的业务大多外委，过程中质量控制点实际是外溢的，需要合作才能完成管控。为更好地进行小机泵的预防性和预知性维修管理，泸天化自2021年开始系统性地在一些重要机泵上投用沈鼓测控SG2000机泵群无线·云在线状态监测系统（简称SG2000系统）。经历了一个较长时间的逐步磨合适应过程，借助于SG2000系统先进的在线状态监测诊断分析手段对P201展开检修作业技术攻关，逐步将这一典型问题泵的运维管理工作纳入了正轨。以下对有关情况作一介绍。
1 P201振动诊断分析及应对措施
1.1 SG2000系统简介
SG2000系统是沈阳鼓风机集团测控技术有限公司开发的一款基于物联网技术的工业设备智能化监测解决方案，通过融合微机电系统（MEMS）、无线通信技术和云端数据分析，可及时发现机泵运行状态的变化，通过数据分析为故障机泵精准维修处理方向提供指导。
具体而言，SG2000系统利用安装于机泵轴承座等敏感位置上的无线传感器测量机泵振动及温度等参数，以NB-IoT无线协议方式通过电信基站传输数据到云端，然后远程监控服务人员和用户可通过沈鼓因思云平台网络或手机APP等方式访问，实现机泵状态监控。每一传感器包含10个参数——H（水平方向）、V（垂直方向）、A（轴向）三个方向测振，每个方向输出速度有效值、加速度有效值和峰值，外加1个物体温度值。SG2000系统可实现总貌图、趋势图、波形频谱图和相关分析图等的访问。
例如，查阅溶液循环泵（P201A）2024年5—6月持续半个月驱动端轴承H、V、A三个方向的振动和温度（T）变化趋势图——H向、V向、A向振动速度有效值分别约为7 mm/s、4.5 mm/s、3.5 mm/s，驱动端轴承振动已出现异常，轴承温度保持在正常范围（25～45 ℃）内波动。
1.2 P201振动故障特征频率和波形频谱图
溶液循环泵（P201A/B/C）为2级电机（转速2 900 r/min）由联轴器直联驱动，据P201结构及设计参数，再查询SKF轴承手册获得SKF 3210和SKF 3308有关尺寸结构参数，然后按滚动轴承各故障频率计算公式，分别可算得两轴承内圈、外圈、滚动体和保持架的固有故障特征频率。P201A/B/C主要振动故障特征频率如下：转动工频48.333 Hz，转子叶片通过频率290 Hz；驱动端轴承（SKF 3210）内圈（BPFI）442.250 Hz、外圈（BPFO）331.083 Hz、滚动体（BSF）139.200 Hz，保持架（FTF）20.783 Hz；非驱动端轴承（SKF 3308）内圈（BPFI）344.617 Hz、外圈（BPFO）235.383 Hz、滚动体（BSF）105.367 Hz，保持架（FTF）19.817 Hz。
不同故障特征频率代表了可能潜在的故障缺陷，故障类型正是通过显著呈现在采集获得的波形频谱中的特征频率来判定的。查阅2024年6月16日P201A驱动端H向速度频谱图，谱图中1倍频振动速率峰值很高（＞11 mm/s），存在99 Hz附近2倍频和298 Hz附近6倍频成分但幅值相对较低，故障分析应以1倍频振动影响因素为主；查阅2024年8月10日P201A非驱动端V向速度频谱图，谱图中发现474 Hz成分幅值相对较高，为新增异常频率，该频率恰是非驱动端轴承（SKF 3308）外圈故障频率的2倍，分析判断此时非驱动端轴承外圈应已受损，实际停机检查亦验证了此判断。
1.3 专业分析与检修措施
更多内容详见《中氮肥》2026年第1期