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大功率磁力泵高頻次故障分析及改進

編輯:江蘇冠裕  發(fā)布日期:2019-12-26   瀏覽:0

  從磁力泵結(jié)構(gòu)、工作原理及與實體操作三方面,介紹大功率磁力泵運行期間多次故障停機造成裝置緊急停工,操作難度大、檢維修頻次多,定期切換困難等,針對該問題進行原因分析及解決處理。

大功率磁力泵

  1 裝置概況

  乙苯裝置工藝包采用的是中石化開發(fā)的氣相法干氣制乙苯技術,包括原料預處理、反應、分離、熱載體和公用工程等部分,乙苯裝置的循環(huán)苯泵P-106將循環(huán)苯罐V-105的反應介質(zhì)苯分2路,一路為烷基化反應用循環(huán)苯,另一路為玩基轉(zhuǎn)移反應用苯,屬于反應進料的供用泵。

  大功率磁力泵結(jié)構(gòu)上有與普通離心泵同樣的電機、泵體、葉輪、聯(lián)軸器,但也有普通離心泵不具有的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、外磁轉(zhuǎn)子、隔離套,因此磁力泵的制造成本要高于離心泵的成本,而磁力泵的結(jié)構(gòu)特點同樣對運行的要求也要高于離心泵,如何保證磁力泵的長周期運行是設備管理的關鍵問題。

  2 故障描述

  循環(huán)苯泵P-106為乙苯反應物料的供應設備,裝置開工以來設備多次緊急搶修,還造成裝置運行期間的3次非計劃停工,影響較大,總結(jié)梳理設備故障主要有3類情況。(1)異常停機;設備運行期間(周期在3-4個月范圍)出現(xiàn)異常,DCS電流超電機額定電流,設備異響。(2)切泵后盤車卡澀;定期切換泵后原運行泵停后無法盤車,設備內(nèi)部件各推力盤、止推軸承碎裂、內(nèi)磁缸與隔離套磨損。(3)晃電停機,雷雨天氣及外部電力管網(wǎng)波動造成停機,設備內(nèi)部件各推力盤、止推軸承碎裂、內(nèi)磁缸與隔離套磨損。

  3 設備工作原理及結(jié)構(gòu)

  磁力驅(qū)動泵簡稱磁力泵,通常由電動機、永磁傳動器和離心泵組成,其主要特點是利用磁感應原理傳遞扭矩,主要由泵頭、外磁鋼、內(nèi)磁缸、隔離套組成,當電動機帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,磁力線穿過間隙和隔離套,作用于內(nèi)磁轉(zhuǎn)子上,使泵轉(zhuǎn)子與電動機同步旋轉(zhuǎn),無機械接觸地傳遞扭矩,在泵軸的動力輸入端,由于液體被封閉在靜止的隔離套內(nèi),沒有動密封,因而完全無泄漏,被廣泛運用在各類石化行業(yè)中。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套完全封閉,從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題。

  循環(huán)苯泵類型為磁力泵,設備型號誘導輪,是國外進口設備,輸送介質(zhì)為苯,操作溫度下的密度733kg/m3,必須汽蝕余量2.5m,驅(qū)動機380V,160kW,轉(zhuǎn)速3140r/min。相關參數(shù)見表2。

大功率磁力泵相關參數(shù)

  4 原因分析

  原因一:軸向力不平衡;由于內(nèi)部轉(zhuǎn)子軸向力不平衡,軸向力超過了止推軸承的承受能力,而引起碳化硅止推環(huán)受摩擦碎裂;碎裂后的碎片進入內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套間隙中,引起隔離套的局部磨損使其高溫氧化變色。引起軸向力過大的原因,包括幾方面因素:密封環(huán)間隙的變化、葉輪蓋板與泵腔端部間隙的變化、葉輪內(nèi)孔與軸間隙變化。原因二:汽化抽空;工作介質(zhì)是苯,正常操作溫度152℃,泵入口操作壓力約0.5MPa,與設計溫度、壓力有偏差(設計操作溫度149℃,設計泵入口壓力0.55 MPa)。實際操作工況接近苯的汽化壓力,因此介質(zhì)易汽化產(chǎn)生汽蝕。原因三:操作難度大;因是進口設備,磁力泵內(nèi)部件價格高,以防設備干摩擦,設置低電流欠載保護,每次啟停設備時,必須在設定的時間范圍內(nèi)操作出口閥門以達到設備低流量及欠電流保護值,造成設備開停時波動較大,輸送流體不穩(wěn)定,設備內(nèi)部沖擊加大。

  5 整改及改進

  (1)修復密封環(huán)間隙;葉輪前后密封環(huán)均磨損、泵體密封環(huán)磨損,由于密封間隙對軸向力影響較大,從實際測量,密封環(huán)間隙比原廠家提供的間隙大50%~60%左右。重新設計配套的新密封環(huán)。新葉輪密封環(huán)與基體之間的配合選用過盈配合;新殼體密封環(huán)與基體之間的配合選用間隙配合,以適應熱脹需要。間隙控制數(shù)據(jù)見表3。

  按照葉輪進口(前)稍大(葉輪入口需要考慮泵體熱變形等因素)、后蓋板稍小(靠近軸承座,并對軸向力平衡有利)的原則確定。裝配間隙控制葉輪入口密封環(huán)運轉(zhuǎn)間隙0.6mm,后蓋板密封環(huán)間隙0.59~0.6mm。

  (2)修復泵體內(nèi)腔與葉輪前蓋板間隙;考慮到原葉輪與泵腔前端部間之前出現(xiàn)摩擦,空隙較小,對軸向力平衡有不利影響,考慮到避免葉輪與殼體內(nèi)腔端部碰擦,并適當擴大葉輪前蓋板與殼體間隙,平衡軸向力,減小開機時的軸向沖擊力,因此將泵體空腔端部原磨損部位車銷校正,轉(zhuǎn)子部件裝配完成后,放入泵腔中,檢測葉輪蓋板與泵體內(nèi)腔之間的間隙,確保在轉(zhuǎn)子軸向竄動過程中任何位置都不會與殼體相碰,小間隙不小于2mm。殼體端部車下1mm,裝配轉(zhuǎn)子組件后檢測面團壓痕葉輪前蓋板與殼體端部間隙為5mm,盤車時無任何異常摩擦。確保以免再次發(fā)生碰擦,并有利于軸向力平衡。

  (3)修復葉輪與軸間隙;葉輪內(nèi)孔因機泵多次拆裝已磨損,與軸端間隙增大,檢測數(shù)據(jù)為Φ40.4mm,失去定位功能。兩端使用304氬弧焊絲補焊,焊后重新校正精加工到Φ40mm H7正常配合間隙,軸端部修正與止推盤平行,葉輪按照G2.5級做動平衡滿足要求。

  (4)入口增壓防汽蝕;因循環(huán)苯泵的設計工況汽蝕余量要求較高,訂貨時設計泵型為入口帶誘導輪的磁力泵,但實體設備未設置誘導輪,泵的耐抽空和汽蝕能力與設計不符。防止工作介質(zhì)苯在泵入口汽化造成汽蝕因素。對該泵的入口循環(huán)苯罐V-105增設氮氣增壓進行分程控制,壓力由設計0.5MPa(G)增加至0.55MPaG。防止機泵低流量工況下導致內(nèi)部件發(fā)生過熱損壞設備。

  (5)投用變頻操作;變頻柜綜保增設25s閉鎖設置,從0負荷到額定負荷過程中保護電機,保證機泵穩(wěn)定運行,采用變頻主要有2個功能:一、提高泵的轉(zhuǎn)速達到所需要的實際揚程使用變頻器的延遲啟動功能。二、使得電機或者泵的轉(zhuǎn)速在一個較長的時間內(nèi)達到泵的需求轉(zhuǎn)速,實現(xiàn)泵的負載緩慢上升。此作用主要考慮到泵的扭矩和電機的扭矩匹配問題。因電機直接啟動,扭矩非常大,使用變頻的軟啟動功能以后,可以實現(xiàn)磁缸的較小扭矩輸送較大功率輸出的目的。

  (6)增加抗晃電模塊;乙苯變變頻柜加裝抗晃電模塊。以免發(fā)生雷雨天氣或電網(wǎng)波動造成的晃電,能及時恢復機泵再啟動。

  6 效果評估與檢驗總結(jié)

  (1)檢修后試機;運行30min后進行性能試驗,選擇點分別為80%、85%、90%、95%、100%負荷完成性能試驗,回復正常額定流量后繼續(xù)運行2h后停泵,拆檢檢查各內(nèi)部件有無磨損或損壞,檢查未發(fā)現(xiàn)任何磨損后進行回裝。投入運行后設備運轉(zhuǎn)良好。

  (2)檢修數(shù)據(jù)總結(jié);設備內(nèi)部各配合參數(shù)收集,作為di一手檢修資料保存,為以后檢修提供參考依據(jù),保證檢修質(zhì)量(見表4)。

磁力泵檢測技術參數(shù)

  7 解決疑難問題

  關于葉輪前蓋板與泵殼端部間隙,國外供應商理念不建議擴大蓋間隙,本次檢修擴大該部位間隙,一方面確保以免再次發(fā)生碰擦,另一方面有利于軸向力平衡。目前根據(jù)機泵運行情況,該部位的修復是合理的。

如何選擇合適的塑料化工磁力泵的型號?

如何選擇合適的塑料化工磁力泵的型號??

市面上塑料化工磁力泵的產(chǎn)品種類非常豐富,材質(zhì)不同,型號各不同。不說成千上萬款型號,至少也能數(shù)出幾百款型號。這么多的塑料化工磁力泵型號,哪一種能夠滿足使用需求呢?今天冠裕小編就和大家聊一聊。 其實,要確

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