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[摘 要]大庆炼化硫胺装置开工前，由于供货商在机泵改造中的欠缺，使得机泵在试车过程中出现了泵体振动超标和机械密封发热，以及进出口管道振动等问题，经过业主和相关方人员的共同努力，在对ZWXIII蒸发循环泵进行了管道改造，密封调整和部件改造后，经过严格调整的蒸发循环泵顺利投入使用，本文为改造机泵的故障排除提供一些思路。
[关键词]技术改造；机械密封；管道安装；同心度；焊接应力
中图分类号：S525 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0397-02
【引言】
大庆炼化公司硫胺装置机泵在开工过程中出现问题，此次动设备发生故障的原因是由于硫胺装置的ZWXIII蒸发循环泵，因实物到货情况与设备订货时签订的供货技术协议有差异，根据大庆炼化公司要求，机泵的供货商家在现场对蒸发循环泵进行技术改造，由于没有得到机泵生产厂家授权，为了减少订货差异造成的设备现场改造费用，供货商独自进行蒸发循环泵的技术改造，改造后设备出现振动和异响等不正常现象，这种情况下供货商又联系生产厂家处理，生产厂家却不提供对自行改造设备的质保服务。炼化公司要求我们安装单位进行设备改造后的故障分析，并将造成影响设备的问题全部消除。确保硫胺装置可以按期中交。
1. 根据供货技术协议的要求，结合现场设备的技术改造处理情况，确定蒸发循环泵主要进行了以下四处技术改造和改装，个别小改动是由硫胺装置的工艺管线设计单位提供的。针对于该类型设备具体的改造是：
1.1. 将蒸发循环泵的轴端机械密封由集装式单端面外冲洗机械密封改为集装式双端面外冲洗机械密封。
1.2. 将蒸发循环泵的凸缘联轴器改为膜片式联轴器。
1.3. 为保證蒸发循环泵后期检修方便，将机泵的出口工艺管线加装短接。
1.4. 在机泵的入口工艺管线上方，二楼的楼面板上焊接了4个固定入口管线的支架，防止工艺管线力量施加于机泵上。
1.5. 以上供货商进行的改造项目主要集中于机泵本体和工艺管道上，在供货商的改造项目未进行时，蒸发循环泵进行了单机试运，机泵的机械部分和进出口工艺管线等各项振动指标正常。
1.6. 供货商进行改造后，机泵试车时出现振动异常现象，因此根据现场的机泵试运转情况和设备的改装情况判断，蒸发循环泵的振动故障原因主要集中于工艺管道的安装应力和机泵的本体部件改造上面。
2. 根据先易后难的原则，首先依照机泵的机械密封改造情况，对照蒸发循环泵的使用说明书，检查集装式机械密封改造前后的参数变化。
2.1. 比较后发现机械密封的冲洗冷却水，在使用单端面机械密封时水压要求在<0.05MPA，使用流量没有专门要求。而改造为双端面机械密封时水压要求在0.5-1.0MPA范围内，使用水量的要求也达到1.2m3/h。原有的冲洗冷却水系统水量已经无法满足要求了。
2.2经设计确定从其他的冷却水系统配管解决这个问题。防止正式投料开工时由于系统的温度上升，冷却水量不足损坏机械密封。
2.3 机泵的振动处理重点解决工艺管线的安装应力问题，由于设计人员和机泵厂家技术人员的沟通不畅，造成蒸发循环泵施工完成工艺管线后，再进行机械密封改造时发现出口的管线拆卸非常不便。工作量已经完全超出了一般的检修施工可以允许的范围，而且施工时间也成倍的增加，不利于快速处理设备故障，因此在机泵的出口部分改造安装了一个短接，保证了检维修施工的便利。
2.4. 施工人员在对出口管线进行施工时，采取的是把管线的水平管段直接切割分离，再加装配对法兰焊接。在切割管线时没有把出口的其余部分管线进行可靠地固定，使得管道改造处理出口短接施工时，相关管线处于携带应力的状态下。
2.5. 在进行加装法兰焊接施工时，没有进行焊接反变形的预防措施，也使得施工完成的出口管道应力变大。
2.6. 为了检查管道的变形情况，将机泵的联轴节部分加百分表监控。
2.6.1. 把机泵的进出口管线法兰相继松开取出连接螺丝。
2.6.2. 在进出口管线处于自由状态下时，进行检查确认进口垂直管线平行偏差9mm，轴线偏差20mm，间距偏差15mm。
2.6.3. 出口水平管线平行偏差4mm，轴线偏差27mm，间距偏差50mm。
2.6.4. 联轴节处的百分表径向上下变化0.52mm，左右变化0.37mm。轴向上下0.24mm，左右变化0.15mm。
2.6.5.把进出口管线和同心度的偏差数据进行比对，可以发现改造后的管线变化超过了允许偏差，必须重新进行施工并且严格按照标准施工，防止组对超差和焊接变形，以保证管线的无应力安装。
3. 施工人员根据工艺管道施工的规范要求，对几台蒸发循环泵进出口管线重新施工，完全达到了规范的严格要求。它们采取的方法是：
3.1. 先把进出口管线的悬空部分加装管托和支架，在不影响管线热膨胀变化方向的位置进行固定。
3.2. 把超差的管道切割下来焊道处处理合格后，根据进出口管道的轴向偏差方向进行调整并进行可靠地固定，防止管线进入介质后由于重量和温度的变化向不允许的方向发生变化。
3.3. 在轴向偏差调整结束后，测量法兰平行偏差和两片法兰的间距尺寸，这里需要明确的是，法兰间距尺寸的确定是要考虑到管道上是否安装了膨胀节的。如果安装了钢制膨胀节，在确定法兰间距尺寸的时候需要留有一定的预留尺寸。
3.4. 如管线内进入的正式工作介质是高于环境温度的，那么管线法兰的间距尺寸就需要预留除密封垫片厚度外的热膨胀间距，这样就可以在管道系统进入正式工作介质时给设备施加的外力影响最小。
3.5. 管件处理完成后进行焊接工作，这是非常关键的步骤，为了减小焊接时产生的变形问题，在焊接时点焊好法兰和管道后，在焊道的4个方向上，提前焊接4块长方形的同材质钢板，让钢板的上下分别固定法兰和管道，这样可以有效防止管道的焊接变形。使用同材质的固定板是为了防止碳钢材质对不锈钢材质的渗碳现象发生，确保施工工艺要求的严格执行。 3.6. 管线和法兰冷却到常温，检查管道的安装尺寸合格后，进行法兰螺栓的连接并紧固到合格状态下。
3.6.1. 蒸发循环泵进出口管线拆除，机泵本体无应力的状态下，将供货商改造时加装的不规范的调整垫取出全部更换。
3.6.2. 改造时由于机泵本身的制造装配精度不高，几台机泵的电机在进行同心度调整时全部出现电机高于泵体现象。为了保证电机调整在泵体下方加装了调整垫。
3.6.3. 由于施工加装垫片时没有按照3处支点同时起升的要求，而是单点加垫片并使用尺寸不合格的小垫片，并且个别泵体下加装斜垫片，造成中部的垫片薄，泵体中部被紧固螺栓拉的变形，当松开螺栓时中部垫片虚空明显。
3.6.4. 为了保证安装质量根据泵体的材质，同时经对偏差尺寸的计算，加工了完全符合标准的不锈钢垫板，其高度可以保证电机地脚的支座下都可以加入调整垫片。
3.6.5. 在检查时发现有的泵体推力轴承处支架加了厚垫片，而电机处在前支座下也加了厚垫片，可电机的后支座下却没有任何垫片，同心度检查数据显示电机还处于轴向下开口，径向高的偏差狀态下。因此为了消除泵体变形可能引起的振动，决定加装前后一致的平垫板。并将机泵的同心度重新调整到合格范围内。
4. 在蒸发循环泵的外观检查时还发现。
4.1. 联轴节由凸缘式改为膜片式以后，由于联轴节结构形式的变化，造成装配后的电机轴和泵轴的端头长于对轮表面。
4.2 电机和底座的固定螺栓孔是栽丝和圆孔无法活动调整联轴节间距。直接的影响是中间的叠加式膜片无法在不移动电机的情况下拆卸，其中多数的叠加式膜片扭曲变形。
4.3. 根据这个情况将存在这个问题的电机全部拆除进行扩长孔加工，保证叠加式膜片的正常安装，延长其使用寿命和减少轴向偏差对振动的影响。
5. 将蒸发循环泵的出入口管线进行无应力回装，安装百分表监控同心度变化情况，没有问题后重新试运检查改善以后的运行情况。经过严格的试运考核全部机泵的振动都达到了规范要求的范围。
【结束语】
改造后蒸发循环泵有一台的振动数据，在规范要求范围内的高位运行，这台机泵就是在改造中由于泵体底座加装了不合适的垫片，造成中部变形的那台。虽然振动在标准之内但是明显比其他机泵各部位的振动数值高了不少，经过和业主协商如果正式投料运行后，这台蒸发循环泵振动超标，就由机泵厂家的售后技术人员将这台机泵解体，并将泵轴进行弯曲度检查，同时检查机泵的前径向轴承和后推力轴承确定没有问题，泵轴上随轴转动的部件全部安装好重新做动平衡后安装试运，这样完全可以排除振动问题。因为根据其他机泵的处理情况来分析，这台机泵的振动问题应该和原来的调整不当，造成泵轴变形有直接的关系。因业主方急于投产并且他们还有一台同类型的备用泵在库房，且业主和蒸发循环泵的供货商还签订有一年的产品质保期，他们都认为在正式开工运行一段时期后，再处理这个问题对他们更加适合。
经过几天紧锣密鼓的施工，我们完成了大庆炼化公司硫胺装置ZWXIII蒸发循环泵的振动异常处理工作，设备运转平稳，各项振动参数符合国家规范标准的要求，顺利通过了监理、业主、和技术监督局的验收，取得了令业主满意的结果。也为我们以后的设备故障处理积累了经验。
参考文献
【1】 黄程.大型多级离心泵的维修安装【J】.化学工程与装备
【2】 崔继哲. 化工机械检修技术问答
【3】 GB 50231-1998， 机械设备安装工程施工及验收通用规范[S].
作者简介：孙玉伟（1972-），男，辽宁抚顺人，高级技师，1991年毕业于石油天然气第七建设公司技工学校，现从事动、静设备的安装及调试工作。
吴永刚（1971-）男，山东胶州人，高级工，1990年毕业于山东国防工业技工学校，现从事动、静设备的安装及调试工作。
[关键词]技术改造；机械密封；管道安装；同心度；焊接应力
中图分类号：S525 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）28-0397-02
【引言】
大庆炼化公司硫胺装置机泵在开工过程中出现问题，此次动设备发生故障的原因是由于硫胺装置的ZWXIII蒸发循环泵，因实物到货情况与设备订货时签订的供货技术协议有差异，根据大庆炼化公司要求，机泵的供货商家在现场对蒸发循环泵进行技术改造，由于没有得到机泵生产厂家授权，为了减少订货差异造成的设备现场改造费用，供货商独自进行蒸发循环泵的技术改造，改造后设备出现振动和异响等不正常现象，这种情况下供货商又联系生产厂家处理，生产厂家却不提供对自行改造设备的质保服务。炼化公司要求我们安装单位进行设备改造后的故障分析，并将造成影响设备的问题全部消除。确保硫胺装置可以按期中交。
1. 根据供货技术协议的要求，结合现场设备的技术改造处理情况，确定蒸发循环泵主要进行了以下四处技术改造和改装，个别小改动是由硫胺装置的工艺管线设计单位提供的。针对于该类型设备具体的改造是：
1.1. 将蒸发循环泵的轴端机械密封由集装式单端面外冲洗机械密封改为集装式双端面外冲洗机械密封。
1.2. 将蒸发循环泵的凸缘联轴器改为膜片式联轴器。
1.3. 为保證蒸发循环泵后期检修方便，将机泵的出口工艺管线加装短接。
1.4. 在机泵的入口工艺管线上方，二楼的楼面板上焊接了4个固定入口管线的支架，防止工艺管线力量施加于机泵上。
1.5. 以上供货商进行的改造项目主要集中于机泵本体和工艺管道上，在供货商的改造项目未进行时，蒸发循环泵进行了单机试运，机泵的机械部分和进出口工艺管线等各项振动指标正常。
1.6. 供货商进行改造后，机泵试车时出现振动异常现象，因此根据现场的机泵试运转情况和设备的改装情况判断，蒸发循环泵的振动故障原因主要集中于工艺管道的安装应力和机泵的本体部件改造上面。
2. 根据先易后难的原则，首先依照机泵的机械密封改造情况，对照蒸发循环泵的使用说明书，检查集装式机械密封改造前后的参数变化。
2.1. 比较后发现机械密封的冲洗冷却水，在使用单端面机械密封时水压要求在<0.05MPA，使用流量没有专门要求。而改造为双端面机械密封时水压要求在0.5-1.0MPA范围内，使用水量的要求也达到1.2m3/h。原有的冲洗冷却水系统水量已经无法满足要求了。
2.2经设计确定从其他的冷却水系统配管解决这个问题。防止正式投料开工时由于系统的温度上升，冷却水量不足损坏机械密封。
2.3 机泵的振动处理重点解决工艺管线的安装应力问题，由于设计人员和机泵厂家技术人员的沟通不畅，造成蒸发循环泵施工完成工艺管线后，再进行机械密封改造时发现出口的管线拆卸非常不便。工作量已经完全超出了一般的检修施工可以允许的范围，而且施工时间也成倍的增加，不利于快速处理设备故障，因此在机泵的出口部分改造安装了一个短接，保证了检维修施工的便利。
2.4. 施工人员在对出口管线进行施工时，采取的是把管线的水平管段直接切割分离，再加装配对法兰焊接。在切割管线时没有把出口的其余部分管线进行可靠地固定，使得管道改造处理出口短接施工时，相关管线处于携带应力的状态下。
2.5. 在进行加装法兰焊接施工时，没有进行焊接反变形的预防措施，也使得施工完成的出口管道应力变大。
2.6. 为了检查管道的变形情况，将机泵的联轴节部分加百分表监控。
2.6.1. 把机泵的进出口管线法兰相继松开取出连接螺丝。
2.6.2. 在进出口管线处于自由状态下时，进行检查确认进口垂直管线平行偏差9mm，轴线偏差20mm，间距偏差15mm。
2.6.3. 出口水平管线平行偏差4mm，轴线偏差27mm，间距偏差50mm。
2.6.4. 联轴节处的百分表径向上下变化0.52mm，左右变化0.37mm。轴向上下0.24mm，左右变化0.15mm。
2.6.5.把进出口管线和同心度的偏差数据进行比对，可以发现改造后的管线变化超过了允许偏差，必须重新进行施工并且严格按照标准施工，防止组对超差和焊接变形，以保证管线的无应力安装。
3. 施工人员根据工艺管道施工的规范要求，对几台蒸发循环泵进出口管线重新施工，完全达到了规范的严格要求。它们采取的方法是：
3.1. 先把进出口管线的悬空部分加装管托和支架，在不影响管线热膨胀变化方向的位置进行固定。
3.2. 把超差的管道切割下来焊道处处理合格后，根据进出口管道的轴向偏差方向进行调整并进行可靠地固定，防止管线进入介质后由于重量和温度的变化向不允许的方向发生变化。
3.3. 在轴向偏差调整结束后，测量法兰平行偏差和两片法兰的间距尺寸，这里需要明确的是，法兰间距尺寸的确定是要考虑到管道上是否安装了膨胀节的。如果安装了钢制膨胀节，在确定法兰间距尺寸的时候需要留有一定的预留尺寸。
3.4. 如管线内进入的正式工作介质是高于环境温度的，那么管线法兰的间距尺寸就需要预留除密封垫片厚度外的热膨胀间距，这样就可以在管道系统进入正式工作介质时给设备施加的外力影响最小。
3.5. 管件处理完成后进行焊接工作，这是非常关键的步骤，为了减小焊接时产生的变形问题，在焊接时点焊好法兰和管道后，在焊道的4个方向上，提前焊接4块长方形的同材质钢板，让钢板的上下分别固定法兰和管道，这样可以有效防止管道的焊接变形。使用同材质的固定板是为了防止碳钢材质对不锈钢材质的渗碳现象发生，确保施工工艺要求的严格执行。 3.6. 管线和法兰冷却到常温，检查管道的安装尺寸合格后，进行法兰螺栓的连接并紧固到合格状态下。
3.6.1. 蒸发循环泵进出口管线拆除，机泵本体无应力的状态下，将供货商改造时加装的不规范的调整垫取出全部更换。
3.6.2. 改造时由于机泵本身的制造装配精度不高，几台机泵的电机在进行同心度调整时全部出现电机高于泵体现象。为了保证电机调整在泵体下方加装了调整垫。
3.6.3. 由于施工加装垫片时没有按照3处支点同时起升的要求，而是单点加垫片并使用尺寸不合格的小垫片，并且个别泵体下加装斜垫片，造成中部的垫片薄，泵体中部被紧固螺栓拉的变形，当松开螺栓时中部垫片虚空明显。
3.6.4. 为了保证安装质量根据泵体的材质，同时经对偏差尺寸的计算，加工了完全符合标准的不锈钢垫板，其高度可以保证电机地脚的支座下都可以加入调整垫片。
3.6.5. 在检查时发现有的泵体推力轴承处支架加了厚垫片，而电机处在前支座下也加了厚垫片，可电机的后支座下却没有任何垫片，同心度检查数据显示电机还处于轴向下开口，径向高的偏差狀态下。因此为了消除泵体变形可能引起的振动，决定加装前后一致的平垫板。并将机泵的同心度重新调整到合格范围内。
4. 在蒸发循环泵的外观检查时还发现。
4.1. 联轴节由凸缘式改为膜片式以后，由于联轴节结构形式的变化，造成装配后的电机轴和泵轴的端头长于对轮表面。
4.2 电机和底座的固定螺栓孔是栽丝和圆孔无法活动调整联轴节间距。直接的影响是中间的叠加式膜片无法在不移动电机的情况下拆卸，其中多数的叠加式膜片扭曲变形。
4.3. 根据这个情况将存在这个问题的电机全部拆除进行扩长孔加工，保证叠加式膜片的正常安装，延长其使用寿命和减少轴向偏差对振动的影响。
5. 将蒸发循环泵的出入口管线进行无应力回装，安装百分表监控同心度变化情况，没有问题后重新试运检查改善以后的运行情况。经过严格的试运考核全部机泵的振动都达到了规范要求的范围。
【结束语】
改造后蒸发循环泵有一台的振动数据，在规范要求范围内的高位运行，这台机泵就是在改造中由于泵体底座加装了不合适的垫片，造成中部变形的那台。虽然振动在标准之内但是明显比其他机泵各部位的振动数值高了不少，经过和业主协商如果正式投料运行后，这台蒸发循环泵振动超标，就由机泵厂家的售后技术人员将这台机泵解体，并将泵轴进行弯曲度检查，同时检查机泵的前径向轴承和后推力轴承确定没有问题，泵轴上随轴转动的部件全部安装好重新做动平衡后安装试运，这样完全可以排除振动问题。因为根据其他机泵的处理情况来分析，这台机泵的振动问题应该和原来的调整不当，造成泵轴变形有直接的关系。因业主方急于投产并且他们还有一台同类型的备用泵在库房，且业主和蒸发循环泵的供货商还签订有一年的产品质保期，他们都认为在正式开工运行一段时期后，再处理这个问题对他们更加适合。
经过几天紧锣密鼓的施工，我们完成了大庆炼化公司硫胺装置ZWXIII蒸发循环泵的振动异常处理工作，设备运转平稳，各项振动参数符合国家规范标准的要求，顺利通过了监理、业主、和技术监督局的验收，取得了令业主满意的结果。也为我们以后的设备故障处理积累了经验。
参考文献
【1】 黄程.大型多级离心泵的维修安装【J】.化学工程与装备
【2】 崔继哲. 化工机械检修技术问答
【3】 GB 50231-1998， 机械设备安装工程施工及验收通用规范[S].
作者简介：孙玉伟（1972-），男，辽宁抚顺人，高级技师，1991年毕业于石油天然气第七建设公司技工学校，现从事动、静设备的安装及调试工作。
吴永刚（1971-）男，山东胶州人，高级工，1990年毕业于山东国防工业技工学校，现从事动、静设备的安装及调试工作。