屏蔽泵軸承磨損破碎故障分析

徐 峰，邢崢嶸，劉晨光，耿艷玲

(中國石化中原油田分公司石油化工總廠，河南濮陽 457165)

隨著化學工業的發展以及人們對環境、安全意識的提高，對化工用泵的要求越來越高，在一些場合提出了無泄漏要求，這種需求促進了屏蔽泵技術的發展。屏蔽泵由于沒有動密封，可以做到絕對無泄漏，因而在化工裝置中的使用已愈來愈普遍。

1 屏蔽泵的原理和結構特點

普通離心泵的驅動是通過聯軸器將泵的葉輪軸與電動機軸相連接，使葉輪與電動機一起旋轉而工作，而屏蔽泵是一種無密封泵，泵和驅動電動機都被密封在一個被泵輸送介質充滿的壓力容器內，此壓力容器只有靜密封，這種結構取消了傳統離心泵具有的旋轉軸密封裝置，故能做到完全無泄漏。屏蔽泵把泵和電機做成一體，電動機的轉子和泵的葉輪固定在同一根軸上，利用屏蔽套將電機的轉子和定子隔開，轉子在被輸送的介質中運轉，其動力通過定子磁場傳給轉子。

2 屏蔽泵軸承破碎故障及原因分析

中原油田分公司石油化工總廠液化氣后處理處理裝置，脫乙烷塔回流泵使用的是兩臺屏蔽泵，型號為 CAMV3/4+4，電機功率 18.5 kW，流量 8 m3/h，進口壓力2.5 MPa。出口壓力3.8 MPa。在2011年8月25日18:10時，脫乙烷塔回流泵由于工藝操作出現波動，回流泵流量下降至2 m3/h，當班崗位人員開啟了備用泵，通過兩臺泵并聯運行，流量達到5 m3/h，運行5 min后，操作人員發現一號泵泵體溫度上升到95℃，立即停泵，經過檢查該泵石墨軸承破碎。

2.1 故障原因分析

通過軸承燒毀的現象判斷一號泵是由于低流量、軸承干磨破碎燒毀的。由于屏蔽泵效率較低，加之屏蔽泵的軸承是石墨滑動軸承，長時間在小流量情況下運轉，會導致軸承發熱、使液體汽化蒸發，短時間干轉就會損壞滑動軸承，造成軸承磨損、破碎。

2.2 故障原因分類

造成屏蔽泵軸承破碎的原因是介質低流量，屏蔽泵廠家設計該泵的最小流量是2 m3/h，當時兩臺泵并聯后流量為5 m3/h，是高于最小流量的，在這種情況下造成一臺泵低流量燒軸承，說明了在并聯中的兩臺泵的流量分配是很不均勻的，這種流量的不平衡使得一號泵實際流量低于2 m3/h，最終導致了事故的發生。

本次事故的原因存在設計原因和操作原因兩個方面。

①設計原因:從設計上，該泵沒有在泵出口設計一條最小流量孔板，以保證泵出口的流量必須能夠將電機旋轉的熱量取走。

②操作原因:綜合當時的操作參數可以判斷，單臺泵的設計流量是8 m3/h，而當時兩臺泵串聯流量只有5 m3/h的流量，導致這種情況發生的主要原因是進泵的回流罐壓力下降，泵的進出口壓差增加，此時兩臺泵串聯是無法解決流量問題的。

2.3 故障總結

①對屏蔽泵的性能了解不足是導致此次事故的一個主要因素，如何正確使用維護屏蔽泵是確保設備良好運行的關鍵。在此次事故后設備維護人員對該泵出口增加了一條最小流量線，開泵時必須要打開最小流量閥門，確保機泵電機的冷卻。

②在機泵的事故處理上，要從多方面考慮，不能頭痛醫頭，腳痛醫腳，機泵沒有流量或是流量達不到，不能局限于設備本身，還要從工藝參數的變化綜合考慮，這樣才是解決問題的根本。

3 防范措施

①嚴格執行開泵程序，運行前首先打開進口閥門，打開排氣閥和回流閥進行排氣，確認氣體全部排除后方可運轉，否則容易損壞石墨軸承，發生事故。②啟動后觀察出口壓力表，當壓力指示到設計壓力時，慢慢打開出口閥直到工藝要求的流量。③運行中必須要打開出口最小流量閥門，確保任何工況下屏蔽泵維持最小流量。④嚴禁兩臺泵串聯使用。⑤在運轉中，如發現異常聲音或振動等，應立即停機。在沒有查清故障原因且徹底排除之前，不允許繼續運轉。⑥嚴禁空轉，斷流運轉不得超過30 s，屏蔽泵不得逆向持續運轉。

4 結論

通過對屏蔽泵軸承磨損破碎故障的分析，提出了防范措施。只要是選型正確，操作人員正確操作，加強設備巡檢，保證生產工藝操作平穩，在正常運行情況下，屏蔽泵故障完全可以消除，幾乎也沒有什么維修工作量。采用屏蔽泵，完全無泄漏，有效地避免了環境污染和物料損失，保證職工的健康，提高了企業的經濟效益。屏蔽泵是輸送易燃、易爆、腐蝕液體的理想用泵。