高压氨泵运行中振动故障分析及处理

田华峰(兰州石化维达公司 甘肃 兰州 730060)

一、设备结构概述

高压氨泵【1】是斯纳姆氨汽提法尿素装置的关键设备之一，由意大利新比隆公司设计制造，由2950 r/mi n的电机驱动，用一级变速器将泵转速升至7500 r/mi n。该泵为单缸、二段共10级叶轮，每段5级的离心式中速泵，为减小轴向力两端叶轮对称安装。泵体分为内外缸，内缸水平剖分式，外缸为筒形，检修时转子连同内缸从泵体的非驱端抽出。径向轴承为可倾瓦轴承，止推轴承为金丝伯雷轴承。

二、运行中出现的故障

兰州石化化肥厂尿素装置共有两台高压氨泵（P101A/B，生产时一开一备），从2011年以来多次发现P101B泵在运行时驱动侧振动偏高，并造成连锁停车，而非驱侧振动值正常。

2 013年3月尿素装置开车后发现P101B泵驱动侧振动值高达 60 μ m（标准值 55μ m），然后迅速升高至 116 μ m（跳车值108 μ m），最终导致连锁停车，故对其进行了解体检修及故障分析。

三、故障分析

1.转子动不平衡

该泵的一阶临界转速nc1=10800 r/mi n，正常工作转速n=7500 r/mi n，由n＜0.75nc1=8100 r/mi n，故确定该转子为刚性转子【2】。计算刚性转子的允许不平衡量：

式中：mper—转子允许不平衡量，g；

M—转子质量，k g；该转子质量为126 k g；

G—转子的不平衡精度等级，g·mm/k g；根据G B/T 9239.1-2006推荐汽轮机压缩机转子的平衡精度作参考，取该泵的平衡精度为2.5；

r—转子的校正半径，mm；叶轮半径为109 mm；

n—转子的转速，r/mi n；转速为7500 r/mi n。

计算高压氨泵的转子允许动不平衡量：

由于条件限制该转子做动平衡时转速为900 r/mi n，只有实际转速的1/8，即转子的允许不平衡量为：mper=3.68×1/8=0.46 g。

对转子作低速动平衡其不平衡量为0.583 g，超出技术要求的0.46 g，故引起该泵运行振动的原因有转子动不平衡。

2.转子直线度误差

在以往检修中对该泵轴直线度进行检测，发现该泵轴直线度误差较大，在此次检修中其直线度误差D3处为0.15mm（校正前），超出技术要求的0.05mm。

转子结构示意图

3.轴承间隙及瓦背过盈量的检查

该泵的径向轴承由5块可倾瓦组成，轴瓦在安装时要求瓦背具有一定的过盈量，为防止设备在运行过程中由于转子转动引起瓦块基环座与轴承座发生相对位移。

用压铅法测轴承径向间隙，泵轴直径为60 mm，根据技术要求轴承间隙λ=0.80-0.12 mm，【λ=（1.4-2）d‰】。在检修中测得驱动侧、非驱侧轴承间隙分别为0.11mm、0.10 mm均符合要求。

4.其他原因

（1）转子不对中

该泵检修时由技术精湛，专业知识强的人员负责。找正时采用双表找正，找正数据经过核实确认符合技术要求后才交工，故可排除对中不良的因素。

（2）产生气蚀

经P105泵输送来的液氨进入该泵，且该泵在设计安装时已考虑气蚀余量。该泵的入口滤网也做到了定期清理更换，清理时也没有发现堵塞现象，故可排除发生气蚀。

四、处理措施

通过分析发现引起该泵振动的主要原因有：

1.转子存在动不平衡；

马国平道：“我何尝不是如此？每当看到她们娇柔的身影，奔跑在残酷的战场上，我除了由衷感佩外，感受更多的则是担心，在我的潜意识里，打仗厮杀应该是我们爷们的事。”

2.泵轴直线度误差超标；

3.转子不在水平位置及径向中心位置。

针对以上故障进行相应处理

1.该转子兰州石化公司采用900 r/mi n低速动平衡，用去重法调整其平衡，同时改变以往不装靠背轮找平衡的方案，最终使其满足动平衡要求（不大于0.23 g）。

2.泵轴直线度误差超标，一般用机械校正法。在校直泵轴时，采用压力机将凸点向下加压，最终将其泵轴的直线度误差调整到0.05mm，（技术要求0.05mm）。

3.调整两侧轴承箱体，使转子处于水平位置及径向中心位置。

（1）拆下轴承上箱体，取出上、下瓦。

（2）将百分表架固定在轴承下箱体上，使百分表测头与轴的最高点垂直接触，压入量为1～2 mm，转动表盘使大针对准“0”位。通过抬轴读取百分表数值变化，测量转子的总抬量为0.56 mm。

（3）取下表架，装好下瓦，同上测得转子非驱侧、驱动侧上抬量分别为0.30 mm、0.46 mm，判定转子不在水平位置。

（4）调整驱动侧转子上抬量

将两块百分表架在泵体上，指针垂直接触下箱体上表面，压入量为1～2 mm，调整百分表到“0”，稍松开驱动侧轴承下箱体的固定螺栓，将轴承下箱体上抬0.16 mm（两块表的刻度变化要相同），将其调整到技术要求范围内，保证转子处于水平位置及径向中心位置，把紧轴承座上所有紧固螺栓。

总结

经以上的分析及处理，该泵运行情况良好，其振动值较检修前有了明显的下降，驱动侧和非驱侧振动值均在35μ m左右，且比较平稳。

针对该泵提出以下几点建议：

1.定期清洗泵的入口液氨过滤网、干气密封气滤网、润滑油过滤网，确保润滑油及密封气的质量，保证设备良好的运行环境；

2.加强操作人员的培训学习，严格按照操作规程操作，稳定工艺操作，减少开停车次数；

3.加强检维修人员的业务技能、提高责任心，按时定期巡检，保证设备的长周期运行。

[1]兰州石化公司 P101泵随机图纸及技术资料.

[2]GB/T 9239.1-2006.机械振动恒态（刚性）转子平衡品质要求【S】.

[3]兰州石化公司 P101高压氨泵指导手册 1996.