聚丙烯装置2-P210 浆料轴流泵振动偏离治理

赵鹏

（大庆炼化公司检维修中心生产协调组，黑龙江 大庆 163411）

1 设备作用和特点

聚丙烯厂聚丙烯二车间2-P210 浆料轴流泵为独生子设备，同时也是核心设备。该泵总体由壳体、叶轮、轴、机械密封、轴承等部分组成，它设置在预聚合小环管上，壳体为90°的弯管管道。它的作用将环管内的丙烯及催化剂进行不间断的循环、反应、聚合。由于机泵位于室外，为长轴泵，同时，与电机不是同在一个基座上，并且机泵安装在反应器管线上，随着外部环境温度和介质浓度的变化，机泵在环管上位置也在变化。

2 常见振动原因分析及处理

（1）叶轮处研料或转子动平衡不良。处理方法：叶轮清理聚合的物料，转子做动平衡检测。

（2）泵轴挠度变形。处理方法：由于该机泵为长轴泵，检查转子跳动超标，建议更换新泵轴。

（3）电机与泵对中不良。处理方法：复查机泵与电机同心度，同时，要考虑管线下沉和温差形变的影响。

（4）万向联轴器故障。处理方法：检查万向联轴器紧固螺栓有无松动和磨损情况，磨损超差需更换新联轴器；万向联轴器为花键叉接结构，只需花键旋转90°，就将万向联轴器原来一字连接法改为十字连接法，这样具有较大的角度补偿能力，轴线折角、降低机泵同心度要求；为延长万向联轴器的使用寿命，在保养拆洗时，将十字轴调转180°，以达到轴颈受力交替使用。

（5）轴承或轴承座长期运行磨损。处理办法：轴承或轴承座长期运行磨损，轴承“跑外圆”，建议更换轴承修复轴承安装位置。机泵振动同时影响轴功率：叶轮处物料聚合叶轮与机泵壳体摩擦，导致轴功率高；机泵或电机轴承磨损故障，导致轴功率高，该机泵轴功率高主要由于物料聚合而导致。通常应该调整工艺数据，加强平稳操作，避免聚丙烯物料聚合；计划检修，定期保养或更换机泵或电机轴承。

3 故障分析及处理的过程

3.1 加装临时托架减小振动

（1）处理经过。2019年1月28 日，装置临时停工，处理预聚合轴流泵2-P210 最外侧机封渗漏、振动超标问题。29 日更换备用泵后试运，叶轮与管道有碰磨声，振动值为水平7.1mm/s，垂直4.2mm/s。观察运行至30 日，振动值逐渐变大，达到水平8.6mm/s，垂直4.5mm/s。31 日，从消除管线应力的思路上出发，加工一个支架，支架上有托架，设置水平方向四个顶丝，沿着管线应力的方向，使泵体沿南北方向调整，同时使泵体向上顶起，可明显降低振动值，现场测量水平5.5mm/s，垂直3.9mm/s。同时，每隔几天由于螺栓松动，振动导致支架位置偏移，水平振动值就会升高到7.2mm/s，甚至更高，重新调整支架松紧，能使水平振动值重新下降至5.5mm/s。

（2）频谱分析。该电机额定转速为2980r/min，额定功率18.5kW，现场负荷无调整。电机底部坐落于槽钢基础焊台上，泵基础坐落于水泥灌浆平台上，但是，支撑方式为挠性。设备转轴中心标高≥315mm，功率＞15kW，安装方式为柔性支撑，符合《ISO 10816-3 旋转机器振动烈度标准》中关于“额定功率大于15kW”轴流式机泵的振动评价标准。设备振动最大点始终在泵端水平方向，振动幅值平均在7.5mm/s，各点振动频谱以转频能量为主。通过对数据进行对比分析，目前设备振动基本稳定，无明显大幅上升趋势，设备可以短时间连续运行。监测结论：①设备振动趋势较平稳，可短期连续运行；②适机检查轴流泵转子及其附件，排查是否存在平衡故障（带联轴节）。

3.2 更换泵壳和联轴器、调整同心度，入口法兰加垫片

处理经过。2019年5月27 日，装置临时停工，针对机泵振动故障对该泵进行故障分析。通过对中检测，环管向北侧整体移动10mm,由于机泵与电机不在一个基础上，电机与机泵对中值偏差较大，需扩孔电机进行找正。拆卸入口法兰，检查入口法兰与管道有10mm 的位置错口（2016年检修管道检修后一直有该错口），通过螺栓带紧，接入口法兰口，但是管线应力无法消除，加工调整垫片消除10mm 错口，消除该处应力；万向联轴器中间节较长，检查发现联轴节跳动值为0.35mm，超标更换新的万向联轴器；更换新弯管壳体，旧弯管壳体镗床检查垂直度，垂直度小于0.10mm,在标准范围内，证明怀疑弯管管道变形说法不成立。启机试运，水平振动依然偏高。

3.3 提升环管，调整小环管，振动值降至标准值

（1）处理经过。2019年6月21 日，装置临时停工，机泵超标现场测量驱动端水平振动7.2mm/s，垂直4.2mm/s，非驱动端水平6.5mm/s，垂直3.6mm/s，轴向2.8mm/s。断开出口或入口法兰面，短时间空试机泵，发现机泵振动明显减小（均小于2.0mm/s），且上开口1mm，所以判断为管线应力导致该机泵振动超标。断开环管底部管线，防止底部管线产生应力。断开入口法兰（垂直法兰）拆卸八层平台环管和基层地脚螺栓，用5T 导链从九层平台吊环管，使其整体上提约2mm，然后连接出口法兰，缓慢松解导链，调整找正法兰口，然后，在八层平台地脚处垫加斜铁，之后焊接固定斜铁。经过电机重新找正后，试机，发现振动值仍然超标，驱动端水平6.4mm/s，垂直2.0mm/s，轴向1.8mm/s，非驱动端水平5.2mm/s，垂直2.8mm/s，经过第一次找正后，取得了一定的效果，但是，振动值仍然超标。两道法兰口应力已解除，怀疑南北方向的火炬放空管线存在管线应力，通过2T 导链沿火炬管线方向拉扯小环管，发现振动值明显下降，且在标准值范围内，如下表1 所示：

表1 找正数据汇总（标准值≤4.5mm/s）单位：mm/s

最终2019年装置停工大检修期将火炬线法兰口重新焊接，并且在管线上加支撑，解决了机泵长期振动问题。

（2）频谱分析。检修后振动稳定，电机额定转速为2980r/min，现场反应电机轴功率有波动。设备振动最大点在泵对轮侧水平，幅值4.6mm/s。电机对轮水平，幅值3.3mm/s，水平方向频谱以转频为主（如图1、图2），伴有小幅谐波频率，设备在前期检修中发现设备管道应力过大，可能与此有关；垂直方向频谱以转频的1、2 倍频为主，可能与支撑刚性不足，转子弯曲有关。

图1 电机频谱

图2 泵频谱

2019年10月6 日，设备在泵体与电机水平方向各增加了一个无线振动采集探头，从采集的振动趋势与频谱中分析，设备振动趋势较平稳，频谱结构没有发现异常变化。

4 故障原因分析与吸取的教训

产生振动几点原因：（1）机泵在八楼平台，环管自重大，长年运行，基础变形，环管沉降，导致法兰口张口，管线应力增大，产生振动。（2）环管沉降，南北方向的火炬放空管线受力，该法兰处产生开口，电机底部坐落于槽钢基础焊台上，泵基础坐落于水泥灌浆平台上，泵基础向南移动，电机基础未变化，造成对中值超差，产生振动。吸取的教训：管线应力导致机泵振动超标的故障，容易被忽视，在今后检修作业中，机泵有强度高的管线时，首先要断开法兰检查管线应力。

5 结语

在分析问题时应多思维、多角度分析，才能消除影响正确判断的因素，做出正确的诊断。设备发生故障可能伴有很多种故障原因，分析主要原因的同时应不放过任一可疑原因，才能更全面地分析出设备存在的各种故障。通过现场判断、频谱分析、反复验证有效防治故障，确保设备长周期、安全稳定运行，振动偏离治理很需要经验技术，重在积累，才能抓住细节具体分析出故障。