屏蔽电泵故障分析及防范02版

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1、屏蔽泵故障分析及防范杨华（中原油田天然气处理厂，河南濮阳，457162）摘要：雅克拉集气处理站2005年11月29日正式投产，根据装置输送介质为易燃易爆，屏蔽泵具有无泄漏的优点，精馏塔塔顶回流、凝析油外输、凝液回收、轻烃及液化气装车等处都采用屏蔽泵。但在投产1年半时间内相继出现多次轴承、轴套、推力盘、屏蔽套损坏现象，针对此现象进行了原因分析，并提出相应的解决措施。关键词：屏蔽泵故障分析防范屏蔽电泵属于离心式无密封泵。屏蔽电泵把泵和电动机联在一起，是泵和电机组合的密封整体，只有静密封，没有动密封。具有无泄漏的独特优点

2、，适用于输送各种有毒、有害、易燃、易爆、易挥发和贵重的液体，在化工、制药、核工业、航天等装置中广泛应用。雅克拉集气处理站根据输送介质的特点，在天然气处理装置中也大量使用了屏蔽电泵。一、屏蔽泵的结构及主要零部件屏蔽电泵把泵和电机整合在一起，在电机的定子、转子部分各有一个特殊金属材料制成的屏蔽套，将定子和转子分别密封起来，使电机的铁心绕组不受介质腐蚀，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传递给转子。（一）结构形式：根据被输送的液体的温度、压力、有没有颗粒和粘度高低等，屏蔽泵可以分为12基本型、逆向循环型、高温型

3、、自吸型、高压型、泥浆型等不同类型。按叶轮轴的方向可以分为立式和卧式屏蔽泵。按叶轮的数量可分为单级、多级屏蔽泵。雅克拉集气处理站根据输送介质的特点，使用了卧式基本型（见图1）和立式逆向循环型（见图2）两种屏蔽电泵。1.基本型（又称B型）：循环液的循环路线：输送的液体的一部分从泵的排出口循环管后端盖后侧轴承与后侧轴套之间的间隙定子屏蔽套与转子屏蔽套之间的间隙前侧轴承与前侧轴套之间的间隙叶轮的平衡孔叶轮的吸入口入口适用：基本型主要用于输送不易产生气蚀的液相介质（如：凝析油、污水等）。出口循环冷却液图1基本型屏蔽电泵内部

4、结构图2.逆向循环型（又称N型）：循环液的流动路线：12循环液从叶轮的排出口，通过前端盖的小孔定子屏蔽套与转子屏蔽套之间的间隙后侧轴承与后侧轴套之间的间隙后端盖回到进液罐另外通过前端盖小孔的循环液的一部分，由前侧轴承与前侧轴套的缝隙前端盖与叶轮轮毂之间的缝隙叶轮的入口处因为这种泵的轴承润滑、电动机冷却采用的液体流动方向与基本型相反，故称为逆循环型。逆向循环型的主要特点是不易产生汽蚀，适合于输送易产生气蚀的气相介质（如：液化气、轻烃等）。12图2逆向循环型屏蔽泵内部结构图（二）屏蔽泵的主要零部件：1.叶轮：采用2Cr

5、13不锈钢材料，并且有引导轮，化学稳定性好，叶轮的抗汽蚀性能强。2.定子屏蔽套与转子屏蔽套：在定子的内表面和转子的表面装有非磁性的耐腐蚀金属薄板（不锈钢）制成的屏蔽套，用来防止工作介质浸入定子绕组和转子铁心。屏蔽套的厚度一般为0.2-1mm，非常薄（厚度厚屏蔽泵的无用功消耗比较多，泵的效率低）。3.轴承：12采用滑动轴承，由被输送的介质来润滑。雅克拉集气处理站的屏蔽泵轴承全部采用目前摩擦副中最优秀的材料——炭化硅轴承，耐腐蚀性强，耐磨性好，使用寿命比石墨轴承长。4.安全监测和保护装置：⑴轴承磨损监测器：都装有机械式

6、轴承磨损监测器，面板有绿色、黄色、红色三个区域，绿区表示运行正常，黄区需要停机查找原因，红区必须停机更换轴承。⑵电流保护器：每台屏蔽泵都安装有电流保护器，设定值为额定电流的1.15倍。在负载过大，电流增加较多时，电流保护器会动作，自动切断电流，使电机停机，防止泵发生事故。二、屏蔽电泵运行故障分析屏蔽电泵在使用过程中常见的故障现象有：轴承、轴套、推力盘损坏，定子、转子屏蔽套损坏，定子绕组损坏，轴承监测器指示过大，异常振动和噪声（汽蚀），不排液或排液量不足，电动机自动停转，不启动等。雅克拉集气处理站的屏蔽泵在一年多的使

7、用过程中，相继出现了多次屏蔽泵故障。主要故障现象有凝析油外输泵轴承破裂、屏蔽套损坏；凝析油稳定塔回流泵轴承破碎、定子屏蔽套损坏12；乙二醇水循环泵推力盘损坏；液化气装车泵轴承损坏；闭排泵推力盘破裂等。这些故障不仅给生产运行带来困难，更带来巨大的经济损失（更换1套轴承三千余元，返厂维修1次二万余元），现从泵的运行控制、工艺参数、工艺流程等方面对我队屏蔽泵故障原因分析如下：（一）凝析油外输泵故障原因分析：2007年2月16日，1#凝析油外输泵出现凝析油外输流量显示为零，我们立即赶到现场，发现泵已停转，泵体温度非常高，泵

8、外壳变色。我们解体检查发现泵轴承破裂、屏蔽套损坏。故障原因分析：因DCS控制系统出现故障，导致凝析油储罐出口紧急关断阀（凝析油外输泵入口阀）失控关闭，泵抽空，使电机自身循环冷却液中断，从而导致轴承表面温度急剧上升，膨胀变形造成轴承磨损；轴承磨损的增大又使轴承表面温度继续上升，最终导致轴承破裂或破碎。坚硬的炭化硅碎粒进入定子、转子屏蔽套间隙，将定子屏蔽套击穿。