高速旋轉噴射泵的運行及故障分析

高速旋轉噴射泵的運行及故障分析

一、旋轉噴射泵的特點2008年，采用自動旋轉噴霧泵，設計流量24m3。h、懸浮設備1342m、電機轉速6210rpm。介質(zhì)為除鹽，電機功率為200w，效率為53%。和其它高速泵相比,旋轉噴射泵的效率要高10%～20%,而且結構簡單,它不需要強制潤滑和冷卻,機械密封設在泵入口處,壓力低,容易實現(xiàn)密封;主軸不接觸介質(zhì),不需考慮主軸的耐蝕問題,也不必擔心有介質(zhì)進入軸承。國外泵廠通常設計一個系列的泵,轉子腔是標準的,通過改變泵轉速來實現(xiàn)揚程的提升,通過改變集合管吸入口的直徑來實現(xiàn)流量的變化。從兩臺泵投入運行以來,運行情況并不是很穩(wěn)定,泵噪音大,振動大,故障率較高。二、旋轉噴射泵的性能2.1、機械密封的組成它由主軸、軸承箱、滾動軸承及過流部件吸入室(泵進、出口法蘭)、轉子蓋、集流管和轉子腔組成,在葉輪入口與吸入室之間設有機械密封。如圖2-1所示。2.2、高速同步旋轉轉子腔內(nèi)液體的回收如圖2-2所示,按照箭頭標注,液體流經(jīng)集流管的四周和轉子蓋構成的流道進入葉輪,在離心力的作用下,在葉輪中獲得能量,進入高速同步旋轉的轉子腔內(nèi),轉子腔內(nèi)四周的液體具有一定的壓力,并具有很高的速度能,高速的液體流入靜止的收集管中,集流管相當于普通離心泵的壓水室,具有擴壓作用,將速度能轉化為壓力能,最終輸出高壓液體。三、錯誤分析3.1、由于工藝手段的變化，故障3.1.1最大振動速度型2010年從5月份開始,機泵驅(qū)動端水平方向振動由原來的5mm/s逐漸上升,到7月月份最大振動速度達到9.5mm/s,機泵因振動大進行解體檢查,打開轉子腔后,發(fā)現(xiàn)大量油泥沾附在轉鼓內(nèi)壁,油泥最厚處有1cm之多,如圖3-1所示。3.1.2管道過濾器2010年4月,廠里為了降低生產(chǎn)成本,高壓注水由原來全部采用除鹽水20m3/h,改為除鹽水10m3/h和汽提凈化水10m3/h。汽提凈化水為污水回收再利用的水,里面有懸浮的油泥。油泥在離心力的作用下附著在轉子腔器壁上,越積越厚,造成轉子平衡不好,振動逐漸增大。發(fā)現(xiàn)這個問題后,7月份在汽提凈化水進注水罐前增加了2組精度為5u的管道過濾器,每個星期切換一次,清洗一次。過濾器投用后,未發(fā)現(xiàn)轉子腔內(nèi)再有油泥附著現(xiàn)象。3.2、液體積聚管的擾動3.2.1轉子腔內(nèi)接枝軸旋轉平衡2010年,公司特聘請泵廠維修人員對其中一臺泵進行指導維修,在廠家的指導下,轉子重新做了動平衡。按照要求,轉子腔內(nèi)充滿了水,安裝上半聯(lián)軸節(jié),動平衡時,轉速在1000轉/分,精度達到了G1.0。更換了新的軸承精密組裝后,泵運行不到20小時,泵出口流量瞬間由20m3/h下降到7m3/h。緊急停泵拆開檢查,軸承未出現(xiàn)磨損,而集液管磨損嚴重,固定集液管內(nèi)六角螺釘斷裂6根,轉子蓋略有磨損,如圖3-2、3-3所示。3.2.2積液管螺釘固定從集液管磨損情況看,應該是安裝的時候,固定積液管的8個內(nèi)六角螺釘未按照要求裝入,積液管在轉子腔內(nèi)的部分受到強扭力作用,致使連接部位的部分內(nèi)六角螺釘斷裂,積液管下垂與轉子蓋摩擦,出現(xiàn)了積液管斷裂,轉子蓋磨損。后經(jīng)廠家人員證實,在安裝積液管時由于未帶力矩扳手,每根內(nèi)六角螺釘只是憑經(jīng)驗進行的擰緊,并未按照要求每根螺釘擰緊至38牛﹒米。所以,在拆裝積液管時,必須更換新的積液管固定螺釘并將其對稱擰緊至38牛﹒米。這是一起較典型的由于安裝原因造成的故障。3.3、軸承故障3.3.1軸系保持架和軸承的恢復fag6020抱死2010年8月,其中一臺泵在維修后連續(xù)運行3個月后,靠近轉子腔處的角接觸球軸承(型號FAG7020)抱死。保運人員對軸進行了修復,更換了全套軸承,在試運過程中,運行了2個小時,相同部位的角接觸球軸承再次抱死。2次軸承損壞程度基本一致,尼龍的軸承保持架破碎,滾珠在高溫下變成橢圓形狀。如圖3-4和3-5所示3.3.2軸承的更換問題此泵按照典型的懸臂泵進行的軸承配置,采用2+1形式。驅(qū)動端采用的是2套背靠背布置的角接觸球軸承(型號FAG7312),靠近轉子腔處布置了1套角接觸球軸承(型號FAG7020),2次軸承抱死的都是靠近轉子腔處布置的軸承。后來通過詢問維修人員得之,第一次維修時,更換了全部軸承、軸承墊圈和軸承鎖母,在安裝半聯(lián)軸節(jié)時,但是由于加熱的溫度不夠,聯(lián)軸節(jié)只裝進一部分,另一部分用銅棒敲擊進去的。第二次維修時,更換了3套軸承,但是由于軸承墊圈和軸承鎖母沒有新的,采用的是舊的。把這些情況和廠家溝通后得之,這么高揚程的泵在泵廠歷史上生產(chǎn)的也比較少,這種工況,選用此種泵已經(jīng)是很苛刻的,尤其是7020軸承,抗沖擊性較差,所以在安裝時不能有任何敲擊,第一次損壞就是在安裝聯(lián)軸器時進行了敲擊,對7020軸承的保持架造成了輕微損壞,運轉一段時間后,保持架破裂。第二次損壞,主要是未更換新的軸承鎖母,因為此泵的軸承鎖母比較特殊,鎖母螺紋扣為四氟鑲嵌的,使用一次后再次使用就會喪失鎖緊能力,故在開泵時,7020軸承受強大的軸向沖擊力造成保持架損壞,在高速旋轉下軸承抱死。所以在今后更換軸承過程中,不但要更換軸承、軸承調(diào)整墊和軸承鎖母,還不能有任何的敲擊。四、加氫裝置在中、低壓加氫裝置的應用通過這幾年對這兩臺泵的維護,發(fā)現(xiàn)