多级离心泵气蚀、振动原因分析及改造.pdf

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1、第40卷第3期化工机械403多级离心泵气蚀、振动原因分析及改造袁亚¨袁立志2张元元3(1．咸阳职业技术学院；2．川庆钻探工程有限公司长庆钻井总公司；3．陕西能源职业技术学院)摘要分析了石油化工装置中TrMC40×8A型多级离心泵在输送烃类介质时易产生气蚀、振动的原因，并结合多级离心泵的设计、制造以及维修等方面的知识。提出改造机械密封及转子的措施。关键词多级离心泵气蚀振动原因改造中图分类号TQ051．2l文献标识码B文章编号0254-6094(2013)03--0403-03TTMC40×8A型立式多级泵在输送烃类介质时，因设计、安装

2、和管路布置的缺陷，泵很容易出现气蚀现象和较大振动，从而导致机械密封损坏、轴承磨损、叶轮前盖板磨损以及叶轮口环间隙变大等机械故障，从而影响设备的正常运转，增加设备的检维修费用。1故障原因的分析1．1气蚀的原因分析及影响TTMC×8A型多级离心泵在输送烃类介质时易发生气蚀现象，当泵发生气蚀时，出口压力值迅速降低，同时伴有强烈的波动，严重时泵内会发出异常声响，从而泵体的振动也逐渐增大。从成品罐区到该泵的人口管线距离较长，根据达西公式可知管路沿程水头损失较大⋯，设备运行时完全靠泵的自吸效果，进而导致泵的入口压力过低，致使设备在运行过程中经常

3、发生气蚀现象。在输送过程中，可能会由于操作影响或管道保温等原因使输送介质的温度升高，从而发生气蚀¨o。该泵输送的介质为拔头油和丙烷，由于介质属于轻组分易汽化物质，所以在工艺条件变化或外部温度升高时(夏季户外温度较高时尤为明显)，会导致气蚀现象发生，严重时泵体的振动加剧。该泵在小流量状态下运行，标准中该型号泵极限小流量为0．2—0．5的设计流量，如果泵的实际流量在以上范围内运行就容易产生气蚀现象。由于上述因素以及罐内温度升高、液位降低及介质组分变化等工艺因素的影响，泵人口压力进一步下降，则更容易造成气蚀，这样就会使泵内经常产生憋压升温

4、，造成介质汽化，使泵机械密封工作环境恶化，摩擦副端面不能形成液膜，从而导致摩擦副干摩擦，短时间如果没有及时停止运行还会导致机械密封的失效(静环炸裂和密封圈碳化)。1．2振动原因分析及影响离心泵振动的原因是多方面的，包括离心泵的设计、制造、安装、运行、使用及系统管路布置等因素‘引。气蚀是导致泵振动的直接原因，在产生噪音和振动的同时，不同频率的振动还可能引发共振效应，使与其关联的设备受到影响和破坏。而且在机械剥离与电化学腐蚀共同作用下，离心泵过流部件遭到腐蚀破坏，严重时会使过流部件失效，大大缩短了离心泵的使用寿命”1。该型号泵转子的叶轮

5、部位没有径向支点(即径向轴承)，而上部最近支点(即滑动轴承)与叶轮部位之间的距离比较大(图1)。当出现气蚀现象时，转子很容易就会出现如图2所示的振动现象，从滑动轴承支撑位置到首级叶轮入口处振动幅度逐步增大，从而造成叶轮各级口环逐步磨损，超过规定的间隙值时，振动会进一步加剧。s袁亚，女，1982年11月生，助教。陕西省咸阳市，712000。404化工机械2013年背帽图1泵转子简图首级叶轮端泵轴滑动轴承(支点)．占三三三三兰奎=互霉墨——上一图2泵振动时转子的振动幅度振动过大时，上部(联轴器侧)支点会承受非常大的径向力，当这个力超过了

6、径向轴承的承载极限时，径向支点就会损坏，上部的轴承也会随即遭到损坏。振动加剧时，因该泵是立式结构，在运行中转子轴承背帽会出现机械松动，转子窜量变大后整体向下移动，导致叶轮前盖板与隔板相摩擦，导致叶轮磨损，严重时叶轮磨穿报废。综合上述原因，离心泵振动是多方面原因引起的。在该类型泵中振动主要起因是气蚀，转子挠度过大、轴承承受径向力增大以及口环间隙变大等因素在运行中也会逐步起主导主用使得振动更加剧烈，从而导致泵出现轴承磨损、叶轮及叶轮口环磨损严重的现象。2离心泵结构改善措施2．1从工艺上控制泵的有效汽蚀余量尽管液体泵产生气蚀的外部原因很多

7、，除与泵本身的结构有关外，还与安装和操作密切相关，防止液体气化是避免液体泵气蚀的根本措施。欲防止发生气蚀必须提高有效汽蚀余量口j。提高该型号泵有效汽蚀余量的方法有：a．加强介质管路的保冷，以防介质因吸收外界热量造成温度升高而汽化；b．泵启动前，当液体灌满泵时，要将泵内少量的气态介质完全排出；c．避免泵在空转状态下运行时间过长，一般规定在启动前将出口阀打开1／3为宜；d．一旦发生气蚀现象，应立即进行排气，严重时应直接停泵处理，以确保泵的安全。2．2改善机械密封的结构形式机泵轴承损坏或其他原因引起泵的振幅过大，都会使机械密封摩擦副的轴向

8、力偏大，导致轴向窜动量增大，使石墨静环疲劳损坏，从而产生泄漏峥。。TTMC40x8A型离心泵机械密封损坏的主要原因是泵气蚀引起振动，逐步导致机械密封的失效，而机械密封损坏最常见的就是动、静环的磨损和0形圈的老化，为此需要对机械密封的结