李玉臻 任波 魏根良
（中石油乌鲁木齐石化分公司化肥厂，新疆乌鲁木齐，830019）
中石油乌鲁木齐石化分公司化肥厂二尿素车间高压离心泵是从美国“神达英”公司引进的卧式双级高速离心泵，型号HMP-3512，扬程2417m，排出压力16.6MPa，转速19192r/min，设计流量70m3/h。主要结构特点是一二级叶轮分别安装在增速箱两侧的高速齿轮轴上，由中间低速齿轮带动两侧高速齿轮轴旋转，低速齿轮轴通过托马斯联轴节连接，由电压6000V、转速2984r/min的电动机直接驱动。该泵一二级上机械密封结构分别采用双端面静止弹簧式机械密封和串联静止弹簧式机械密封。两套机封由压力8MPa、温 度35℃的冷凝液密封和冷却。此泵经过多年运行，从2000年开始该泵振动增大，机封泄漏严重。到2001年机封泄漏次数明显增多，全年因机封泄漏停车13次，振动及轴位移高停车4次。从以上停车次数看轴振动和机封泄漏是影响该泵运行的主要因素。
1 轴振动和机械密封泄漏原因分析
1.1 高速轴振动大（0.35～0.50/mμ）的原因
1）主要是低速轴与电机Z初的对中误差很大，在径向上电机比泵高1.18mm，左右相差0.22mm，角向误差0.35mm。由于转子的对中不良，改变了转子轴颈与轴承的实际工作位置，从而改变径向轴承的工作状态，也降低了轴系的固有频率，导致转子发生异常振 动。
2）高速轴的径向轴承瓦背与轴承盖之间，在装配时应该有一定的过盈量（0.03～0.05mm）[1]，防止径向轴承在轴承座内转动或跳动。但是检查中却发现轴承盖与轴承瓦背有0.01mm的间隙，此间隙造成径向轴承在轴承座上不能完全固定，从而引起高速轴的振动。
3）高速轴径向间隙0.18mm，超过标准值0.08～0.16mm，轴振动增高。
4）高、低速齿轮的齿面有损伤，齿面塑性变形凸起处高于齿面0.02mm，局部异常的轮齿在啮合时就会产生冲击振动[2]。
1.2 机械密封泄漏的原因
1）机械振动过大是引起机封泄漏的主要原因，它可以破坏密封端面液膜而造成泄漏，甚至造成机封的磨损、开裂、损坏。
2）由于该泵转速高、压力大，在一级氨侧、水侧采用双端面静止弹簧式机械密封，油侧采用静止弹簧式机械密封，二级氨侧、水侧采用串联静止弹簧式机械密封，油侧采用的机械密封与一级相同，并且要求机封要有较高的制造精度和较好的装配质量[3]。在检查中发现，机封泄漏的另一个主要原因，是由于国产油封静环的制造缺陷以及氨侧机封静环的偏磨。主要表现在安装的油封静环底座比原装静环底座高1.2mm，从而使机封压缩量过大，端面比压升高，造成机封端面过热引起动环烧伤碎裂，静环磨损严重，轴间橡胶密封环老化，油封严重泄漏。还由于一二级机封动环和油封动环都是用轴套和叶轮螺母固定在高速度轴上，因此油封动环的损坏，使高速轴上的动环Z初安装位置发生改变，从而也引起了氨侧机封泄漏。氨侧机封静环的偏磨主要由于在组装密封座及密封壳体时受力不均以及静密封环弹簧动作粗糙或静环被卡住所致。
2 采取的措施
2.1 减小机械振动
1）恢复规程要求的技术标准：对该泵进行重新找正，将百分表架在电机一侧，经过找正计算得知，电机前支承脚需减取调整垫片1.29mm，后支承脚需减取调整垫片4.39mm。将对中误差Z终校正到技术要求的范围内（径向Z大误差不允许超过0.33mm，Z大角误差不允许超过0.25mm）。电机比泵高0.15mm，角误差相差0.18mm，电机与泵左右相差0.06～0.07mm。
2）轴承压盖与轴承瓦背的配合在规程和技术要求中规定，必须要有0.03～0.05mm过盈。但是在检修中发现轴承压盖与轴承瓦背有0.01mm间隙。此间隙是轴承压盖与轴承座之间涂较厚的密封胶所致，由于盖与座和增速箱上下缸成一体，所以要求制造精度很高，属刚性密封，不许在接合面涂任何密封剂或少涂密封剂。
3）高速轴径向间隙超过0.08～0.16mm，更换径向轴承。
4）低、高速齿轮的齿面损伤主要是运输、储藏、检修时没有妥善保管造成齿轮损伤以及齿轮在运行时产生的点蚀所致。因此要求在检修时，要仔细检查需要装配的齿轮和更换的新齿轮的齿面是否有点蚀或损伤。如果齿面有凸起或者轻微点蚀应该仔细锉修，齿面点蚀严重时应更换新齿轮。对于齿轮保管应该制作专用齿轮架摆放，避免与地面和硬物相碰损伤。
经过以上措施，高速轴振动维持在0.12～0.16μm。
2.2 消除机封泄漏
1）恢复机封的原始尺寸，按规程要求进行装配，要求机封制造厂家修改机封静环底座尺寸，将尺寸恢复到原装配件的设计尺寸。并且油封静环底座在泵上组装完后，应将静环推到底检查，看静环端面是否低于轴肩0.1～0.5mm，如果没有低于轴肩应该禁止使用该 机封。当松开静环后回弹，此时静环端面应高于轴肩3～4mm。这样就可保证油封具有适合的压缩量以及适当的端面比压。
2）在组装密封底座和密封壳体时，要用扭距扳手根据规程提供的每个螺丝的扭距，均匀、对称、小心，分几次紧完，不可一次紧完。以免动静密封端面与轴心线垂直度以及相对平行度偏差过大，从而造成泄漏甚至压碎静环。在组装时要仔细检查静环动作是否灵 活，如果动作粗糙应禁止使用。
3 结论
高压高速离心泵对配件要求非常高，特别是机封和旋转件一定要保证良好的尺寸精度和装配质量。要求工艺操作一定要平稳，避免频繁开停车以及较大的流量波动，从而造成轴向串动引起机封泄漏。通过以上措施，该泵经过8个月的运行，未发现有较高的振动和严重的机封泄漏。
参考文献：
[1]崔继哲,陈留拴.化工检修技术手册.2001.57
[2]裴峻峰,杨其俊.机械故障诊断技术.东营:石油大学出版.1977.110
[3]王汝美.使用机械密封.北京:中石化出版社,1995.34
来源：《大氮肥》2004年06期
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