第6卷第17期中國(guó)化工貿(mào)易2014年6月中旬刊China Chemical Trade設(shè)計(jì)循環(huán)水泵異常振動(dòng)原因分析及故障處理戈繁春杜延生霍鳳華(吉林石化公司丙烯腈廠，吉林132021)商要:循環(huán)水泵是石油化工裝置常見(jiàn)的輔助裝置核心設(shè)備，關(guān)系到主裝置的各項(xiàng)工藝控制指標(biāo)。葉輪汽蝕是循環(huán)水泵的主要故障之一，長(zhǎng)期在汽蝕下運(yùn)行會(huì)引起水泵部件壽命降低及葉輪局部損壞，汽蝕嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起泵體強(qiáng)烈振動(dòng)，導(dǎo)致水流中斷，泵不能工作。盡管循環(huán)水泵在制造、安裝和運(yùn)行過(guò)程中采取了各種方法防止水泵汽蝕的發(fā)生，但實(shí)際運(yùn)行中,由于種種原因會(huì)使水泵的運(yùn)行條件與設(shè)計(jì)工況發(fā)生偏離，不同程度的汽蝕仍偶有發(fā)生，給石化企業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失因。從分析汽蝕的成因基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際給出了較為合理的處理措施，較快地恢復(fù)了工藝生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:循環(huán)水泵管路設(shè)計(jì) 異常振動(dòng) 汽館一、概述吉林石化丙烯腈廠第二套丙烯腈裝置是2003年底建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能力為年產(chǎn)丙烯腈10.6萬(wàn)噸。其配套的循環(huán)水裝置原設(shè)計(jì)為三座涼水塔并對(duì)應(yīng)三臺(tái)循環(huán)水泵(位號(hào): P- -6501A/B/C)，在建設(shè)過(guò)程中考慮到該循環(huán)水裝置除了為丙烯腈裝置供水外，還要為新建的甲基丙烯酸甲酯裝置供水，故又增加了兩座涼水塔和兩臺(tái)循環(huán)水泵(位號(hào): P -6501D/E)，正常操作時(shí)三開兩備。這五臺(tái)國(guó)產(chǎn)的28HSA-12T型雙吸單級(jí)離心泵，流量為4500m*H, 操作壓力0.65MPa,其作用是為整個(gè)工藝裝置提供循環(huán)水，但這后加的兩臺(tái)循環(huán)水泵自裝置投產(chǎn)開車以來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)一-直存在問(wèn)題，泵內(nèi)圖1損傷的葉輪(俯視)圖2損傷的葉輪(側(cè)視)雜音較大，泵體存在一-定程度振動(dòng)，出口壓力只有0.45MPa,出口流量達(dá)不到額定要求流量。一段時(shí)間以來(lái)- - 直無(wú)法達(dá)到正常負(fù)荷運(yùn)行，主要靠原來(lái)的A/B/C三臺(tái)循環(huán)水泵維持生產(chǎn)，D/E兩臺(tái)泵在前三臺(tái)泵停運(yùn)維修時(shí)啟動(dòng)，短期運(yùn)行維持生產(chǎn)。二、原因分析最初懷疑管路系統(tǒng)布局不合理。由于這兩臺(tái)循環(huán)水泵是后增加的,A/B/C泵之間的距離為4米，而C/D/E泵之間的距離不足3米，故懷疑出現(xiàn)爭(zhēng)嘴現(xiàn)象，造成D/E泵人口供水不足，泵內(nèi)出現(xiàn)氣蝕導(dǎo)致泵流量達(dá)不到要求。但經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，D泵與C泵距離不足3米，有這種爭(zhēng)嘴現(xiàn)象存在，但E泵與C泵距離超過(guò)5米，D泵不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，E泵不應(yīng)受到C泵.圖3原葉輪口環(huán)圖4改造后葉輪口環(huán)的影響，而此時(shí)E泵出口壓力仍然只有0.45MPa,達(dá)不到額定流量的要求。該泵運(yùn)行一個(gè)周期后，對(duì)其進(jìn)行拆檢發(fā)現(xiàn)葉輪內(nèi)部輻板出現(xiàn)嚴(yán)重的足API610的要求。具體操作如下,在原葉輪口環(huán)上有- -道溝槽(見(jiàn)圖3),孔洞破損情況(見(jiàn)圖1、圖2)，由此可以判斷出，該泵出口流量不足主在此溝槽內(nèi)按其寬度車制一圓環(huán)， 其內(nèi)徑為溝槽底部的外徑，其外徑為要是由于泵內(nèi)發(fā)生明顯氣蝕，泵入口來(lái)液不足而抽空形成負(fù)壓，液體在泵體口環(huán)的內(nèi)徑。然后徑向切成兩個(gè)半圓環(huán)，鑲?cè)嗽~輪口環(huán)的溝槽內(nèi)(見(jiàn)人口發(fā)生汽化，形成氣泡進(jìn)人到泵腔，撞擊到葉輪腹板上而破碎，這種圖4)重新形成一-個(gè)整體，點(diǎn)焊固定后組裝到葉輪上，重新在車床上精車不斷的沖擊導(dǎo)致了葉輪的損傷。因此查找該泵出現(xiàn)汽蝕的原因，就成為該圓環(huán)外圓,確保其與泵體口環(huán)間隙為0.3mm(要求偏差為0.05mm以內(nèi))。，解決問(wèn)題的關(guān)鍵。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)該泵葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)間隱較大，單側(cè)通過(guò)增加內(nèi)口環(huán)的改造后，該泵氣蝕現(xiàn)象消除，泵的出口壓力提升徑向間隙可達(dá)l7.5mm。故水流經(jīng)葉輪做功提壓后通過(guò)葉輪邊緣時(shí)，因至0.6Mpa,流量也達(dá)到生產(chǎn)要求，自2008年夏季改造后,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)3年輪口環(huán)與泵體口環(huán)間隙過(guò)大，導(dǎo)致一部分水流自葉輪出口的高壓區(qū)通過(guò)后，2011年拆檢發(fā)現(xiàn)葉輪內(nèi)部輻板沒(méi)有出現(xiàn)孔洞破損的情況，但局部還口環(huán)間隱流回到泵人口的低壓區(qū)，高壓水流的沖擊影響了泵人口的正常有氣蝕造成的針孔，經(jīng)重新修復(fù)做動(dòng)平衡后繼續(xù)使用。吸人，造成來(lái)料不足，導(dǎo)致泵內(nèi)抽空形成氣蝕;由于來(lái)料不足造成泵內(nèi)四、結(jié)論葉輪出口沒(méi)有水流，進(jìn)而通過(guò)口環(huán)間隙進(jìn)入葉輪人口的高壓水流減少，本裝置5臺(tái)循環(huán)水泵連續(xù)發(fā)生流量不足，振動(dòng)加大現(xiàn)象，泵葉輪的葉輪人口的水流又重新補(bǔ)充進(jìn)來(lái),吸人到泵腔自葉輪做功提壓后通過(guò)葉各葉片均在人口同一-部位出現(xiàn)不等的汽蝕區(qū)域，對(duì)循環(huán)水泵的解體檢修輪邊緣經(jīng)過(guò)大的口環(huán)間隙再次影響泵入口的正常吸人;就是在這種惡性發(fā)現(xiàn)所有汽蝕情況均是從中間到外側(cè)逐漸變淺，汽蝕表面呈現(xiàn)蜂窩狀。循環(huán)下，導(dǎo)致泵運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出口流量不足，同時(shí)泵內(nèi)不斷循環(huán)出現(xiàn)的氣本文基于有關(guān)研究和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，從引起循環(huán)水泵葉輪汽蝕的原因與蝕也造成泵腔內(nèi)表面經(jīng)受頻繁的氣泡破碎沖擊，材料發(fā)生疲勞脫落，t特點(diǎn)，分析出泵產(chǎn)生汽蝕的條件，在總結(jié)與評(píng)述近年來(lái)葉輪汽蝕檢修和現(xiàn)凹坑，較薄的葉輪幅板甚至直接被擊穿形成大小不一的空洞，又進(jìn)一改造技術(shù)的基礎(chǔ)上，對(duì)防止循環(huán)水泵葉輪汽蝕的措施作了一些有益的探步加劇了這種現(xiàn)象。由此可以判斷，該泵由于最初安裝時(shí)泵內(nèi)的葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)不討，希望能對(duì)國(guó)內(nèi)循環(huán)水泵的優(yōu)化設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)檢修工作有所幫助。匹配，造成間隙極大，導(dǎo)致該泵運(yùn)行后達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，泵的流量、揚(yáng)參考文獻(xiàn)程和泵效率下降極為嚴(yán)重。I1李文廣.費(fèi)振桃，蔡永雄. 離心油泵葉輪口環(huán)間隱對(duì)性能的影響，水泵技術(shù)[] 2004(5)7-13三、解決措施|2|潘向東.雙吸雙支撐泵振動(dòng)異常原因分析及故障處理.設(shè)備管理與維修[]] 2013(1): 39-41L根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，不同材料的葉輪有不同的運(yùn)轉(zhuǎn)間隙要求。API6l0 中I31 易志丹泵吸入管路直管段的設(shè)置分析化工設(shè)備與管道[]] 2009(1):39-41要求:葉輪直徑在50 ~ 650mm之間時(shí)，其運(yùn)轉(zhuǎn)間隙為0.25 ~ 0.95mm，|41蔡爾輔石油化工管道設(shè)I51馮永利.三流道葉輪弓中國(guó)煤化工1201(4).959對(duì)咬合趨勢(shì)大的材料或介質(zhì)，溫度大于260C時(shí)，間隙應(yīng)在以上基礎(chǔ)上再YHCNMHG加0.125mm。由此對(duì)該泵更換葉輪后，在原葉輪口環(huán)基礎(chǔ)上增設(shè)- -道內(nèi)作者簡(jiǎn)介:姓名:戈繁春公司丙烯脖廠. 職務(wù):主任，口環(huán)，其與泵體口環(huán)間隙為0.3mm，由于輸送物料為常溫下的水，故滿職稱:工程師。www .chinachemicaltrade.comChina Chemical Trade|中國(guó)化工貿(mào)易|115