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[摘要]:输油站外输泵是油田原油外输常用的增压设备;在油田开发过程中,随着外输泵长期运转,泵效率会逐渐降低,一般表现为外输流量降低,噪音曾大、能耗加大、故障频发等现象。本文通过介绍输油站外输泵的常见问题和维护保养方法,对其故障类型及其产生原因进行总结分析,力争延长外输泵设备使用寿命,努力提高外输泵系统效率,降低维修费用,为现场维修和保养工作提供借鉴的作用。
中图分类号:TK413.8+3 文献标识码:TK 文章编号:1009-914X(2012)35- 0645 -01
一、外输泵的装置及工作原理
外输泵主要的工作原理是:驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出口。液体从叶轮获得能量,使压力能和动能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点。
1泵体2叶轮3轴4轴套5密封环6泵盖 7填料密封8悬架部件9悬架支架10叶轮螺母11机封轴套12机械密封13密封垫14机封压盖
二、外输泵的常见问题及维修保养方法
1.外输泵一般容易发生下列故障:
1)泵不能启动或启动负荷大。原因及处理方法如下:(1)原动机或电源不正常。处理方法是检查电源和原动机情况。(2)泵卡住。处理方法是用手盘动联轴器检查,必要时解体检查,消除动静部分故障。(3)填料压得太紧。处理方法是放松填料。(4)排出阀未关。处理方法是关闭排出阀,重新启动。(5)平衡管不通畅。处理方法是疏通平衡管。
2)泵不排液。原因及处理方法如下:(1)灌泵不足(或泵内气体未排完)。处理方法是重新灌泵。(2)泵转向不对。处理方法是检查旋转方向。(3)泵转速太低。处理方法是检查转速,提高转速。(4)滤网堵塞,底阀不灵。处理方法是检查滤网,消除杂物。(5)吸上高度太高,或吸液槽出现真空。处理方法是减低吸上高度;检查吸液槽压力。
3)泵排液后中断。原因及处理方法如下:(1)吸入管路漏气。处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况。(2)灌泵时吸入侧气体未排完。处理方法是要求重新灌泵。(3)吸入侧突然被异物堵住。处理方法是停泵处理异物。(4)吸入大量气体。处理方法是检查吸入口有否旋涡,淹没深度是否太浅。
4)运行中功耗大。原因及处理方法如下:(1)叶轮与耐磨环、叶轮与壳有磨檫。处理方法是检查并修理。(2)液体密度增加。处理方法是检查液体密度。(3)填料压得太紧或干磨擦。处理方法是放松填料,检查水封管。(4)轴承损坏。处理方法是检查修理或更换轴承。(5)转速过高。处理方法是检查驱动机和电源。(6)泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。(7)轴向力平衡装置失败。处理方法是检查平衡孔,回水管是否堵塞。(8)联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
5)轴承发热。原因及处理方法如下:(1)轴承瓦块刮研不合要求。处理方法是重新修理轴承瓦块或更换。(2)轴承间隙过小。处理方法是重新调整轴承间隙或刮研。(3)润滑油量不足,油质不良。处理方法是增加油量或更换润滑油。(4)轴承装配不良。处理方法是按要求检查轴承装配情况,消除不合要求因素。(5)冷却水断路。处理方法是检查、修理。(6)轴承磨损或松动。处理方法是修理轴承或报废。若松协,复紧有关螺栓。(7)泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。(8)甩油环变形,甩油环不能转动,带不上油。处理方法是更新甩油环。(9)联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
6)轴封发热。原因及处理方法如下:(1)填料压得太紧或磨擦。处理方法是放松填料,检查水封管。(2)封圈与封管错位。处理方法是重新检查对准。(3)冲洗、冷却有良。处理方法是检查冲洗冷却循环管。(4)机械密封有故障。处理方法是检查机械密封。
7)转子窜动大。原因及处理方法如下:(1)操作不当,运行工况远离泵的设计工况。处理方法:严格操作,使泵始终在设计工况附近运行。(2)平衡不通畅。处理方法是疏通平衡管。(3)平衡盘及平衡盘座材质不合要求。处理方法是更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座。
2. 外输泵的试运转应符合下列要求:
①驱动机的转向应与泵的转向相同;②查明管道泵和共轴泵的转向;③各固定连接部位应无松动,各润滑部位加注润滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定;④有预润滑要求的部位应按规定进行预润滑;⑤各指示仪表,安全保护装置均应灵敏,准确,可靠;⑥盘车应灵活,无异常现象;⑦确保润滑系统处于良好状态;⑧设置消除温升影响的连接装置,设置旁路连接装置提供冷却水源。
3.外输泵操作时应注意以下几点
①禁止无水运行,不要调节吸人口来降低排量,禁止在过低的流量下运行;②监控运行过程,彻底阻止填料箱泄漏,更换填料箱时要用新填料;③确保机械密封有充分冲洗的水流,水冷轴承禁止使用过量水流;④润滑剂不要使用过多;
⑤按推荐的周期进行检查。建立运行记录,包括运行小时数,填料的调整和更换,添加润滑剂及其他维护措施和时间。对外输泵抽吸和排放压力,流量,输人功率,轴承的温度以及振动情况都应该定期测量记录。
4.外输泵机械密封失效的分析
外输泵停机主要是由机械密封的失效造成的。失效的表现大都是泄漏,泄漏原因有以下几种:
①动静环密封面的泄漏,原因主要有:端面平面度,粗糙度未达到要求,或表面有划伤;端面间有颗粒物质,造成兩端面不能同样运行;安装不到位,方式不正确。②补偿环密封圈泄漏,原因主要有:压盖变形,预紧力不均匀;安装不正确;密封圈质量不符合标准;密封圈选型不对。
实际使用效果表明,密封元件失效最多的部位是动,静环的端面,外输泵机械密封动,静环端面出现龟裂是常见的失效现象,主要原因有:
①安装时密封面间隙过大,冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量;冲洗液从密封面间隙中漏走,造成端面过热而损坏。②液体介质汽化膨胀,使两端面受汽化膨胀力而分开,当两密封面用力贴合时,破坏润滑膜从而造成端面表面过热。③液体介质润滑性较差,加之操作压力过载,两密封面跟踪转动不同步。例如高转速泵转速为1470r/min,当有一个密封面滞后不能跟踪旋转,瞬时高温造成密封面损坏。④密封冲洗液孔板或过滤网堵塞,造成水量不足,使机封失效。
另外,密封面表面滑沟,端面贴合时出现缺口导致密封元件失效,主要原因有:①液体介质不清洁,有微小质硬的颗粒,以很高的速度滑人密封面,将端面表面划伤而失效。②机泵传动件同轴度差,泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次,动环运行轨迹不同心,造成端面汽化,过热磨损。③液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动,造成密封面错位而失效。
液体介质对密封元件的腐蚀,应力集中,软硬材料配合,冲蚀,辅助密封0形环,V形环,凹形环与液体介质不相容,变形等都会造成机械密封表面损坏失效,所以对其损坏形式要综合分析,找出根本原因,保证机械密封长时间运行。
三、结论与认识
1)工作人员了解外输泵的工作原理,对判断和维修故障有很大帮助。
2)人员熟练地掌握外输泵的常见问题及处理方法可以及时准确的判断并处理常见事故。
3)认真对外输泵进行日常维护和保养,可以避免异常现象的出现,减少无故停泵时间,延长其使用寿命,提高运行时率。
参考文献
[1]濮良贵 机械设计北京 高等教育出版社 1991
[2]薛敦松 等 石油化工厂设备检修手册第五分册(泵)北京 中国石化出版社1998
[3]杨祖孝 机械维护修理与安装[M] 北京 冶金工业出版社 1990
中图分类号:TK413.8+3 文献标识码:TK 文章编号:1009-914X(2012)35- 0645 -01
一、外输泵的装置及工作原理
外输泵主要的工作原理是:驱动机通过泵轴带动叶轮旋转产生离心力,在离心力作用下,液体沿叶片流道被甩向叶轮出口,液体经蜗壳收集送入排出口。液体从叶轮获得能量,使压力能和动能均增加,并依靠此能量将液体输送到工作地点。
1泵体2叶轮3轴4轴套5密封环6泵盖 7填料密封8悬架部件9悬架支架10叶轮螺母11机封轴套12机械密封13密封垫14机封压盖
二、外输泵的常见问题及维修保养方法
1.外输泵一般容易发生下列故障:
1)泵不能启动或启动负荷大。原因及处理方法如下:(1)原动机或电源不正常。处理方法是检查电源和原动机情况。(2)泵卡住。处理方法是用手盘动联轴器检查,必要时解体检查,消除动静部分故障。(3)填料压得太紧。处理方法是放松填料。(4)排出阀未关。处理方法是关闭排出阀,重新启动。(5)平衡管不通畅。处理方法是疏通平衡管。
2)泵不排液。原因及处理方法如下:(1)灌泵不足(或泵内气体未排完)。处理方法是重新灌泵。(2)泵转向不对。处理方法是检查旋转方向。(3)泵转速太低。处理方法是检查转速,提高转速。(4)滤网堵塞,底阀不灵。处理方法是检查滤网,消除杂物。(5)吸上高度太高,或吸液槽出现真空。处理方法是减低吸上高度;检查吸液槽压力。
3)泵排液后中断。原因及处理方法如下:(1)吸入管路漏气。处理方法是检查吸入侧管道连接处及填料函密封情况。(2)灌泵时吸入侧气体未排完。处理方法是要求重新灌泵。(3)吸入侧突然被异物堵住。处理方法是停泵处理异物。(4)吸入大量气体。处理方法是检查吸入口有否旋涡,淹没深度是否太浅。
4)运行中功耗大。原因及处理方法如下:(1)叶轮与耐磨环、叶轮与壳有磨檫。处理方法是检查并修理。(2)液体密度增加。处理方法是检查液体密度。(3)填料压得太紧或干磨擦。处理方法是放松填料,检查水封管。(4)轴承损坏。处理方法是检查修理或更换轴承。(5)转速过高。处理方法是检查驱动机和电源。(6)泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。(7)轴向力平衡装置失败。处理方法是检查平衡孔,回水管是否堵塞。(8)联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
5)轴承发热。原因及处理方法如下:(1)轴承瓦块刮研不合要求。处理方法是重新修理轴承瓦块或更换。(2)轴承间隙过小。处理方法是重新调整轴承间隙或刮研。(3)润滑油量不足,油质不良。处理方法是增加油量或更换润滑油。(4)轴承装配不良。处理方法是按要求检查轴承装配情况,消除不合要求因素。(5)冷却水断路。处理方法是检查、修理。(6)轴承磨损或松动。处理方法是修理轴承或报废。若松协,复紧有关螺栓。(7)泵轴弯曲。处理方法是矫正泵轴。(8)甩油环变形,甩油环不能转动,带不上油。处理方法是更新甩油环。(9)联轴器对中不良或轴向间隙太小。处理方法是检查对中情况和调整轴向间隙。
6)轴封发热。原因及处理方法如下:(1)填料压得太紧或磨擦。处理方法是放松填料,检查水封管。(2)封圈与封管错位。处理方法是重新检查对准。(3)冲洗、冷却有良。处理方法是检查冲洗冷却循环管。(4)机械密封有故障。处理方法是检查机械密封。
7)转子窜动大。原因及处理方法如下:(1)操作不当,运行工况远离泵的设计工况。处理方法:严格操作,使泵始终在设计工况附近运行。(2)平衡不通畅。处理方法是疏通平衡管。(3)平衡盘及平衡盘座材质不合要求。处理方法是更换材质符合要求的平衡盘及平衡盘座。
2. 外输泵的试运转应符合下列要求:
①驱动机的转向应与泵的转向相同;②查明管道泵和共轴泵的转向;③各固定连接部位应无松动,各润滑部位加注润滑剂的规格和数量应符合设备技术文件的规定;④有预润滑要求的部位应按规定进行预润滑;⑤各指示仪表,安全保护装置均应灵敏,准确,可靠;⑥盘车应灵活,无异常现象;⑦确保润滑系统处于良好状态;⑧设置消除温升影响的连接装置,设置旁路连接装置提供冷却水源。
3.外输泵操作时应注意以下几点
①禁止无水运行,不要调节吸人口来降低排量,禁止在过低的流量下运行;②监控运行过程,彻底阻止填料箱泄漏,更换填料箱时要用新填料;③确保机械密封有充分冲洗的水流,水冷轴承禁止使用过量水流;④润滑剂不要使用过多;
⑤按推荐的周期进行检查。建立运行记录,包括运行小时数,填料的调整和更换,添加润滑剂及其他维护措施和时间。对外输泵抽吸和排放压力,流量,输人功率,轴承的温度以及振动情况都应该定期测量记录。
4.外输泵机械密封失效的分析
外输泵停机主要是由机械密封的失效造成的。失效的表现大都是泄漏,泄漏原因有以下几种:
①动静环密封面的泄漏,原因主要有:端面平面度,粗糙度未达到要求,或表面有划伤;端面间有颗粒物质,造成兩端面不能同样运行;安装不到位,方式不正确。②补偿环密封圈泄漏,原因主要有:压盖变形,预紧力不均匀;安装不正确;密封圈质量不符合标准;密封圈选型不对。
实际使用效果表明,密封元件失效最多的部位是动,静环的端面,外输泵机械密封动,静环端面出现龟裂是常见的失效现象,主要原因有:
①安装时密封面间隙过大,冲洗液来不及带走摩擦副产生的热量;冲洗液从密封面间隙中漏走,造成端面过热而损坏。②液体介质汽化膨胀,使两端面受汽化膨胀力而分开,当两密封面用力贴合时,破坏润滑膜从而造成端面表面过热。③液体介质润滑性较差,加之操作压力过载,两密封面跟踪转动不同步。例如高转速泵转速为1470r/min,当有一个密封面滞后不能跟踪旋转,瞬时高温造成密封面损坏。④密封冲洗液孔板或过滤网堵塞,造成水量不足,使机封失效。
另外,密封面表面滑沟,端面贴合时出现缺口导致密封元件失效,主要原因有:①液体介质不清洁,有微小质硬的颗粒,以很高的速度滑人密封面,将端面表面划伤而失效。②机泵传动件同轴度差,泵开启后每转一周端面被晃动摩擦一次,动环运行轨迹不同心,造成端面汽化,过热磨损。③液体介质水力特性的频繁发生引起泵组振动,造成密封面错位而失效。
液体介质对密封元件的腐蚀,应力集中,软硬材料配合,冲蚀,辅助密封0形环,V形环,凹形环与液体介质不相容,变形等都会造成机械密封表面损坏失效,所以对其损坏形式要综合分析,找出根本原因,保证机械密封长时间运行。
三、结论与认识
1)工作人员了解外输泵的工作原理,对判断和维修故障有很大帮助。
2)人员熟练地掌握外输泵的常见问题及处理方法可以及时准确的判断并处理常见事故。
3)认真对外输泵进行日常维护和保养,可以避免异常现象的出现,减少无故停泵时间,延长其使用寿命,提高运行时率。
参考文献
[1]濮良贵 机械设计北京 高等教育出版社 1991
[2]薛敦松 等 石油化工厂设备检修手册第五分册(泵)北京 中国石化出版社1998
[3]杨祖孝 机械维护修理与安装[M] 北京 冶金工业出版社 1990