重整装置泵P-205 故障分析及处理

2022-03-10解凤强王文胜王炎虎

设备管理与维修 2022年1期

刘新，解凤强，王文胜，程勇，王炎虎

（中国石油独山子石化公司设备检修公司，新疆克拉玛依 833699）

0 引言

独山子石化公司炼油厂重整加氢车间重整装置泵P-205是单级离心泵，型号ZE880-4500，由大连苏尔寿泵及压缩机有限公司制造，介质常温汽油，转速2980 r/min。该泵振动长期超标，机泵运行在C 区和D 区，严重影响装置平稳运行，通过做转子动平衡和更换轴承，没有解决问题。通过对该泵的状态监测分析，发现该泵的故障频率主要集中在3 倍频，同时该泵有设计工况于实际运行工况不符合的现象，这些原因直导致了机泵的正常运行。通过对机泵运行中存在的问题进行分析、判断，在检修中重点对分析机泵故障频率的产生，找到振动故障的主要原因，从根本上解决了影响机泵运行的问题，确保装置“安稳长满优”运行。

1 存在问题及原因分析

1.1 存在的问题

重整P-205 机泵长期振动超标，基本都在C 区和D 区运行，调取前几次的检修记录，检修原因都是机泵振动，有做动平衡的，有找中心的，还有更换轴承的，但是故障依然存在，没有解决问题。前期中国石油股份有限公司刚发生机泵振动引起密封失效泄漏着火事故，所以消除机泵振动刻不容缓，独山子石化公司专门成立了攻关小组，调派经验丰富的技术专家和骨干开展科技攻关活动。使用BH550 对该泵的状态监测分析，发现该泵的故障频率主要集中在3 倍频。在振动治理过程中，发现这些振动故障频率主要以叶轮通过频率为主。以重整P-205A 为例，泵振动最大为10.90 mm/s，振动故障频率为叶轮通过频率，即3倍频，占通频的90%以上。

由图1 可知，机泵振动一直在红色警戒线以上，有继续增大趋势，而图2 显示频率主要集中在3 倍频，即叶轮的通过频率，很明显叶轮的通过频率是引起振动的主要原因之一，因此减低叶轮的通过频率是当前的首要任务。

图1 水平振动趋势

图2 故障频率

同时，使用振动监测仪器对于机泵进出口管线进行检测，发现管线在机泵停止运行时振动值达到7.5 mm/s，说明管线存在共振现象，这加剧了机泵的振动幅值。如何降低管线振动对机泵的影响，是一个十分重要的因素。

1.2 原因分析

查阅图纸和技术协议以及工艺流程，发现该泵设计压力为3.4 MPa、设计流量为80.6 m3/h，实际所需压力1.6 MPa、所需流量47.8 m3/h。该泵运行已经严重偏离工况，造成机泵长期振动超标，严重影响机泵轴承密封等部件的使用寿命，再加上出口管线较长、缺乏有效支撑、与泵运行时产生共振等，增大机泵运行时的振动，振动严重时甚至可能造成因机泵振动大导致泄漏后发生火灾、爆炸事故，严重威胁安全生产。所以，攻关的主要方向是让机泵如何在合理的工况下运行以及如何加固出口管线。

2 处理方案

2.1 调整叶轮尺寸

建议通过切削叶轮的方式改变机泵额定工况，使机泵额定工况与现场运行需要工况相靠近，达到纠偏工况，降低振动的目的，以保证设备设施安全平稳运行。

以重整P-205A 为例，设计流量Q1=80.6 m3/h，实际Q2=47.8 m3/h，实际流量占设计流量百分比Q2/Q1=60%，按照一般经验要让实际流量占设计流量的80%，但考虑到实验性切割，综合考虑后按实际占设计70%切割，Q切=68.75 m3/h，按照切割定律D1/Q切=D1/D切，D切=D1×Q切/Q1=465×55/64=400 mm，400/465=8.6%、满足要求，此时Q切=72.25 m3/h，流量占比为Q2/Q切=86%，叶轮直径切割前为465 mm、切割后为400 mm（图3、图4）。

图3 割前直叶轮切径465 mm

图4 切割后叶轮直径400 mm

2.2 出口管线增加支撑

制作专用工具，利用钢筋做成两截，一端加胶片衬垫固定在出口管线上，起到紧固缓冲作用，另一端勾在泵基础的起吊空上，中间用内螺纹短接链接，旋转短接，调节钢筋长度，将机泵出口管线与机泵基础紧密连接在一起，增加出口管线支撑，降低机泵出口管线的振动，从而减少机泵共振（图5）。出口管线被牢固地固定在泵上，消除了管线振动，从而大大降低了对泵的振动影响，达到了预期目标。

图5 出口管线增加支撑

3 结论

重整P-205/A 按照制定方案对叶轮切割后，并且对于出口管线增加支撑，对机泵振动情况验证，振动值由最大值10.90 mm/s 下降到3.1 mm/s 并趋于平稳（图6、图7）。

由图6 可知，振动数值大幅下降，已由危险区域降低到平稳区域，达到B 区安全区域。从图7 可知，3 倍频已降到0.5 mm/s 以下，其他频率振幅也大幅降低，达到预期目标：切削前，P-205A 的泵出口压力3.4 MPa，电流212 A，叶轮直径465 mm；切削后，P-205A泵出口压力2.8 MPa，电流128 A，叶轮直径400 mm。