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貧液泵潤滑油變質原因分析及改進

2012-10-15

作者:王雪琴 郭德銘 尹旭濤
(中原大化集團有限公司機修廠)
  摘 要:逐步分析了貧液泵潤滑油系統濾油器壓差迅速升高的原因,提出了處理方案和改進措施。
  關鍵詞:貧液泵;潤滑油;聯鎖;堿液;機械密封;油封
  1 概述
  我公司合成氨裝置脫碳系統采用節能型的本菲爾流程,貧液泵是由升壓泵和主泵串連組成。1700kW驅動電機一端與主泵相連,另一端通過減速箱驅動升壓泵。主、輔泵均為水平剖分式泵,軸封為機械密封,軸瓦為徑向軸瓦。該泵一開一備,其中A泵另一端通過SSS離合器與筒式結構的水力透平相連。其工藝流程為以吸收塔底部流出的106℃、3.9MPa的富液,經水力透平減壓膨脹至0.35MPa,流入再生塔的上部,所回收的能量為補償A泵軸功率的40%,該泵的電機、主泵、減速箱的油系統均為強制潤滑,潤滑油系統如圖1 所示。
 
  該系統使用的是46#抗氨透平油,油槽貯量為750L;兩臺立式螺桿泵一備一開,出口壓力0.70MPa ,流量105L/min;一臺油冷器將潤滑油冷卻至35℃左右;一臺立式雙聯式濾油器,不銹鋼筒式濾芯,精度25μm,可在線切換。濾油器下游設自動式調節閥P05067,經加壓、降溫、過濾后的潤滑油在此減壓至0.175MPa,經油總管分送至各潤滑部位。在油總管上設有壓力低連鎖裝置PASL05069和PASLL05070,當油總管壓力低于0.147MPa時,PASL05069動作啟動備用油泵;當油壓力低于0.098MPa時,PASLL05070動作使溶液泵跳車。所以濾油器壓差PDI05066一般不高于0.10MPa。
  2 故障原因
  一次系統停車后,溶液泵05P001A停泵,再次啟A泵后,油過濾器壓差P05066一小時內由0.03MPa升至報警值0.10MPa,造成潤滑油總管壓力過低,引起輔助油泵啟動,油泵出口安全閥起跳,油壓大幅度波動,觸及油壓低聯鎖跳車。曾懷疑設備運行時間長,油中有雜質,但對油箱中的油進行多次較為徹底的置換過濾后,仍不能有效降低過濾器壓差以及切換清洗的次數,同時出現電機軸瓦溫度迅速升高,逐停泵檢查。
  由表1看出潤滑油的主要變化在于油質呈堿性,且機械雜質有所增加。
  電機、主泵的軸承箱及減速箱的軸瓦面、軸承箱壁、油管道壁均附有黃褐色結晶體。取樣分析主要成分為K2CO3
  以上分析可見,油系統中進入了K2CO3溶液。混有堿液的油流過油冷器時,溫度的降低使部分堿液結晶,較大的晶體堵塞濾芯,引起壓差P05066上升。漏過濾芯的堿液隨潤滑油循環到各潤滑部位,影響潤滑效果,導致軸承溫度上升。
  3 油系統進堿液原因分析
   軸承箱和機封相距很近,潤滑油直接加在軸瓦接觸面上,回油從底部回油孔流回油槽。軸承箱兩端設計為軸承護圈,有頂絲鎖定在主軸上,隨主軸轉動,依靠軸承護圈和軸承箱之間的凸凹配合形成軸封。軸封箱和泵體之間組成一連接槽,槽上端與主軸線平行,容積約為10L,底部有一通孔直徑15mm,運行時,機封溢流出的沖洗水即從此孔流出。經過仔細分析研究得出:泵體機封漏出的密封水,在連接槽內積漲至軸承時,能沿著軸潤滑油箱體上的軸承護圈間隙,由密封板內孔進入油系統,從而把泄漏出來的堿液帶入油系統。水力透平及主泵的機械密封和軸承箱如圖2所示。
  1)泵體機封損壞或密封水壓力低,都會造成機封效果不好,堿液外漏量大。造成嚴重后果的因素主要有:①密封水壓力低,加入溶液泵機封的水量過小或密封水冷卻器05E006換熱效果不好,密封水溫度高,使動、靜環冷卻不下來,熱量帶不走,容易使機封磨損;②密封水加入量過大易把水封環擠出來,不僅損壞了機封,還造成堿液外噴;③溶液泵出口潤滑油壓力波動,開、停車頻繁,水力透平振動大,均能造成溶液泵振動,發生軸位移,容易磨損機封,水封環外出。
  2)造成滴水槽液位過高。一個是密封水漏量大,滴水孔排不及,另外是滴水孔容易被堿液結晶阻塞,堿液排泄不暢,造成槽內堿液積漫外溢,很容易造成油系統進堿。
  3)貧液泵軸封散熱效果不好。密封水自密封水泵送水途經換熱器換熱,但換熱器出口溫度偏高,使貧液泵動、靜環冷卻不下來,熱量帶不走,機封磨損導致漏堿。
  4)軸承護圈間隙過大,密封板內孔磨損,為油系統進堿大開了方便之門,而且還易漏油。
  4 改進措施
  1)檢查貧液泵主泵、電機和減速箱軸承,清理軸承箱和增速箱,更換機械密封動、靜環和全部“ O”形環。
  2)針對CO2冷凝液泵設計量小、出口壓力僅為1.2MPa、且供給用戶較多較散等問題,增加了2臺密封水泵,密封壓力提高至1.6 MPa.。同時,調節閥設定低限位,增設報警提示,調節以密封壓力為準,保證壓力穩定正常。
  3)增大換熱器循環水管徑,提高循環水量,改善了換熱器的換熱效果,降低了密封水的溫度,使貧液泵在運行中動、靜環產生的熱量被及時帶走。
  4)將連接槽底部的排液孔擴大為30mm,并引一條蒸汽冷凝液管線,在每一個連接槽內加一個甩頭,保持小開度,使80℃的冷凝液不斷滴入連接槽內,即使堿液漏出也會被及時沖走,不至于產生結晶體堵塞滴漏。
  改進之后,貧液泵潤滑油系統一直運行正常,未再發生過類似的事故,受到了令人滿意的效果。
來源:《化工設備與管道》 2002年06期