朱杰,杨辉
(海洋石油富岛有限公司,海南 东方572600)
[摘 要]中海石油化学股份有限公司800 kt/a甲醇装置于2010年10月投产,投产9 a以来循环水系统循环水泵B先后出现止推侧轴承座位移、止推侧轴承座M30紧固螺栓断裂、联轴器螺栓断裂、联轴器膜片破裂等问题,长期只能作为紧急备用泵。经排查,认为循环水泵B与电机对中超过设计标准是造成其振动大的根本原因,电机磁力线位置指示偏差是止推侧轴承座轴向移动的诱因。采取相应的处理措施后,消除了循环水泵B不能长周期运行而造成的设备备用隐患,并总结了循环水泵B不能平稳运行的人为原因。
[关键词]循环水泵;轴承座位移;螺栓断裂;联轴器膜片破裂;原因排查;设备对中偏差;电机磁力线指示偏差;处理措施
[中图分类号]TH311 [文献标志码]B [文章编号]1004-9932(2020)04-0045-02
1 设备简况
中海石油化学股份有限公司800 kt/a甲醇装置循环水系统有3台循环水泵,1台由汽轮机驱动(循环水泵C),2台由电机驱动(循环水泵A/B);正常运行期间,1台汽轮机驱动和1台电机驱动的循环水泵运行,1台电机驱动的循环水泵作为备用泵。循环水泵与电机采用膜片联轴器连接,联轴器中间短节与膜片长度255 mm。
电机主要性能参数:型号YKK710 10WT11;额定电压6 000 V,额定电流323.6 A,额定功率1 150 kW,转速595 r/min;质量13 000 kg。
循环水泵性能参数:型号RDL900-1050AL;流量10 800(最大)/9 080(正常)m3/h,扬程53 m,轴功率1 663.5 kW,转速590 r/min,壳体材质QT4001-8,叶轮(1个)材质ZG07Cr19Ni19,轴套材质1Cr17Ni12,轴材质2Cr13,耐磨环材质2Cr13;采用填料密封、滚动轴承、金属叠片挠性联轴器;润滑形式为脂润滑。
2 循环水泵B故障现象
800 kt/a甲醇装置于2010年10月投产,装置投产9 a以来,循环水泵B自安装后开始运行其两端轴承座水平、径向和轴向振值一直在6~8 mm/s(正常水平应在4.5 mm/s以下),最高达到11 mm/s,导致循环水泵B停泵,不能保证正常、长周期运行。而循环水泵A(电机驱动)与循环水泵C(汽轮机驱动)运行中振值一直很平稳,均在3.5~4.2 mm/s之间,未出现轴承座振动大的现象,处于长周期、稳定运行状态。
2011年循环水泵B第一次出现止推侧轴承座(非驱动侧)向外移动,检查止推轴承并未发现止推轴承损坏,更换止推轴承后,两端轴承座在水平、垂直和轴向方向的振值没有降低,循环水泵B作为备泵。
2012年平时作为备用的循环水泵B运行中再次出现止推侧轴承座(非驱动侧)向外移动,对循环水泵B和电机进行对中检查,发现泵与电机存在1.5 mm的中心高度差,电机中心高,且电机底座只有0.2 mm的调整垫片,不能够满足泵与电机的对中要求;检查循环水泵B的安装环境发现,循环水泵B的进、出口管道直径达1 000 mm,且进口管道埋在进口水槽、出口管道埋在地下,循环水泵B质量达13 000 kg,现场不具备在其底座下增加垫片的条件,于是决定在循环水泵B的两端轴承座下增加调整垫片,以消除设备对中偏差的问题。对叶轮与耐磨环的安装间隙进行测量,间隙为1.5 mm,为避免运行中叶轮与耐磨环摩擦,决定在两端轴承座下同时增加0.5 mm厚的调整垫片,减小循环水泵B与电机的对中偏差。增加调整垫片后,循环水泵B投运,其振值有所下降,但仍未达标,再次将其作为紧急备用泵。
2015年,循环水泵B投运后再次出现止推侧轴承座向外移动,检查更换轴承后,作为紧急备用泵。
2018年5月循环水泵B大修更换转子组件后,在2018年7月的运行中,出现止推侧轴承座M30紧固螺栓断裂、底螺纹滑扣事故。对滑扣的底螺纹进行加深处理,并更换为高强度的螺栓——螺栓等级由8.8级提高到10.9级。
2019年4月甲醇装置停车检修后重启,循环水泵B运行2 d后,发生联轴器螺栓断裂事故。决定对电机底座进行彻底处理,采用在线修复技术对电机底座上的4个支撑平面进行精加工光刀处理,减小循环水泵B与电机的对中偏差。
2019年8月循环水泵B运行中发生联轴器膜片破裂、止推侧轴承座螺栓断裂事故,导致循环水泵B停泵。检查发现,联轴器中间距离相较于2019年4月安装尺寸增大,径向对中情况变化不大;检查电机磁力线,发现电机磁力线位置指示出现偏差,导致联轴器安装尺寸错误。
3 原因排查
3.1 汽蚀造成振动大而致止推侧轴承座位移
循环水泵B的安装高度与循环水入口集水槽有一定的位差,若泵在启动时或运行中有汽蚀现象产生,会造成叶轮材料被汽蚀侵蚀,转子动平衡遭到破坏,轴承座振动大,进而导致止推侧轴承座位移。但循环水泵B大修中未发现其叶轮有明显的汽蚀迹象,故排除此项因素。
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