8送審論文電子版

送審論文預(yù)評閱表論文題目成品油首站給油泵運(yùn)行故障分析及處理論文編號申報(bào)任職資格高級工程師申報(bào)專業(yè)組機(jī)電儀與工程建設(shè)組現(xiàn)從事專業(yè)機(jī)械與設(shè)備撰寫時(shí)間201705申報(bào)人工作崗位簡要描述（限150字）:直屬單位主辦崗，主要負(fù)責(zé)設(shè)備管理、設(shè)備新技術(shù)研究、新技術(shù)推廣應(yīng)用、技術(shù)改造和生產(chǎn)技術(shù)等工作。評價(jià)要素評價(jià)等級優(yōu)良中差選題的科學(xué)性、針對性論證的邏輯性、論據(jù)的充分性結(jié)果的創(chuàng)新性、實(shí)用性表達(dá)的清晰性、結(jié)構(gòu)的規(guī)范性工作的難度、深度及工作量預(yù)評閱結(jié)論性意見（請?jiān)谙铝?項(xiàng)中選擇1項(xiàng)結(jié)論性意見，在中劃”，對“不具備”的請簡要說明理由）：論文具有申報(bào)任職資格的較高水平；論文達(dá)到申報(bào)任職資格的水平；論文基本達(dá)到申報(bào)任職資格的水平；論文不具備申報(bào)任職資格的水平。預(yù)評閱結(jié)論為“較高水平”或“不具備”的，請簡要說明理由:預(yù)評閱結(jié)論為“較高水平”或“不具備”的，請簡要說明理由:專家簽名:成品油首站給油泵運(yùn)行故障分析及處理摘要給油泵是成品油首站輸油的重要設(shè)備，針對給油泵運(yùn)行過程中存在振動(dòng)大，聯(lián)鎖無法投用、軸承箱漏油、泄漏檢測誤報(bào)等問題，通過采用振動(dòng)頻譜分析，有針對性地改進(jìn)入口管線支撐，增加軸承隔離器，加強(qiáng)泄漏檢測設(shè)施日常檢查和維護(hù)，使問題得以有效解決。關(guān)鍵詞：給油泵；頻譜分析；壓力脈動(dòng)；泄漏檢測；軸承隔離器1、概述某輸油站是華中地區(qū)成品油主干管道的首站，其主要設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到整條管線的安穩(wěn)運(yùn)行和成品油保供任務(wù)，輸油站大致工藝流程如圖所示：從油庫過來的油品通過油品進(jìn)站分割閥、過濾器后進(jìn)入三臺并聯(lián)的給油泵，通過加壓后進(jìn)入串聯(lián)的主輸泵，再次升壓后注入長輸管道。給油泵兩開一備，主要是保持管道流量均衡穩(wěn)定，滿足主輸泵入口壓力及流量要求。圖1輸油站簡要工藝流程圖并聯(lián)布置的3臺給油泵型號相同，主要參數(shù)如下：電機(jī)型號YB2-315S-4W，額定功率110kW，轉(zhuǎn)速1480r/min。泵型號SKY480-60，揚(yáng)程60m，轉(zhuǎn)速1480r/min，額定流量480m3/h，功率110kW。泵采用雙吸水平中開式結(jié)構(gòu)，兩端支撐，單級葉輪，葉輪有6個(gè)流道。在兩端軸承箱水平方向，安裝有2個(gè)速度傳感器，對機(jī)泵振動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和聯(lián)鎖保護(hù)。2、存在的主要問題2.1給油泵B01非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)高管道自2007年投用以來，給油泵B01運(yùn)行時(shí)振動(dòng)參數(shù)經(jīng)常出現(xiàn)報(bào)警（一級報(bào)警值4.5mm/s，二級報(bào)警（聯(lián)鎖）值7.2mm/s），而其他2臺給油泵則運(yùn)行正常。尤其在切換主輸泵或者油庫切換外輸油罐的時(shí)候，B01振動(dòng)值甚至達(dá)到聯(lián)鎖值，為了保證連續(xù)性生產(chǎn)，不得不將B01的振動(dòng)聯(lián)鎖摘除，給安全運(yùn)行帶來了很大的隱患。振動(dòng)異常時(shí)現(xiàn)場采用手持式測振儀對振動(dòng)探頭測點(diǎn)進(jìn)行核對，發(fā)現(xiàn)與遠(yuǎn)傳測振傳感器SCADA系統(tǒng)上所示數(shù)據(jù)基本相同，證明振動(dòng)異常是確實(shí)存在的。按照下圖2測點(diǎn)布置，分水平（H）、垂直（V）、軸向（A），用BH550狀態(tài)監(jiān)測儀測得的現(xiàn)場振動(dòng)數(shù)據(jù)見表1：

圖2給油泵振動(dòng)測點(diǎn)分布圖測點(diǎn)號測量值加速度m/s2速度mm/s1H4.8071.2631V4.3090.3432H2.3331.2892V1.3070.3792A1.6420.6283H6.4344.1383V3.4672.9913A5.6202.2434H6.5386.1764V4.3114.9654A3.3072.745表1給油泵振動(dòng)監(jiān)測數(shù)據(jù)從現(xiàn)場測振數(shù)據(jù)來看，根據(jù)JB/T8097-1999《泵的振動(dòng)測量與評價(jià)方法》振動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)的的劃分，給油泵屬于第二類泵，振動(dòng)烈度在2.8mm/s以下屬于許用范圍。從振動(dòng)監(jiān)測情況可以看出，電機(jī)運(yùn)行情況良好，振動(dòng)值正常，非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)，穩(wěn)定運(yùn)行后水平振動(dòng)達(dá)到6.1mm/s，超過了一級報(bào)警值，接近聯(lián)鎖值，驅(qū)動(dòng)端情況稍好，但也接近一級報(bào)警值，機(jī)泵根本無法正常運(yùn)行。2.2、軸承箱漏油給油泵在日常運(yùn)行過程中，軸承箱潤滑油泄漏嚴(yán)重，主要漏油點(diǎn)位于：①軸伸端油封處②油視鏡密封處③軸承箱底部放油管法蘭，泄漏的潤滑油造成軸承箱、聯(lián)軸器、機(jī)座及周圍地面沾滿油污，既造成了潤滑油的浪費(fèi)，又嚴(yán)重污染了生產(chǎn)環(huán)境，還可能因?yàn)榈孛嬗臀蹖?dǎo)致人員不慎滑倒，所以這一問題也亟待解決。2.3、泄漏檢測報(bào)警經(jīng)常誤報(bào)為了保證對機(jī)械密封泄漏情況進(jìn)行監(jiān)測，給油泵驅(qū)動(dòng)和非驅(qū)動(dòng)端機(jī)械密封集油口均安裝有泄漏檢測報(bào)警，一旦出現(xiàn)泄漏，泄漏介質(zhì)通過管道連接到一個(gè)安裝有浮球液位開關(guān)的密封罐，當(dāng)機(jī)械密封泄漏量達(dá)到30ml/min時(shí)，泄漏介會使浮球液位開關(guān)動(dòng)作，聯(lián)鎖動(dòng)作后，給油泵將停止運(yùn)行。在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常在沒有明顯可見泄漏的情況下，出現(xiàn)泄漏報(bào)警聯(lián)鎖動(dòng)作導(dǎo)致給油泵停運(yùn)，對輸油管線連續(xù)性生產(chǎn)帶來了不利影響。3、問題原因分析3.1振動(dòng)原因分析：振動(dòng)是評價(jià)機(jī)泵運(yùn)行可靠的一個(gè)重要指標(biāo)，由于各種原因引起的振動(dòng)超標(biāo)的主要危害有：振動(dòng)造成機(jī)泵不能正常運(yùn)行；引發(fā)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和管路的振動(dòng)，造成零部件、管道連接件松動(dòng)、密封件失效；長時(shí)間的振動(dòng)還可能導(dǎo)致基礎(chǔ)裂紋，可能引發(fā)重大設(shè)備和人身傷害事故;振動(dòng)還帶來設(shè)備運(yùn)行中的噪聲，造成現(xiàn)場噪音超標(biāo)，影響人員職業(yè)健康安全。解決運(yùn)轉(zhuǎn)中存在的異常振動(dòng)，對保證設(shè)備本質(zhì)安全，保證長輸管道安全、平穩(wěn)、高效運(yùn)行有著非常重要的意義。但造成泵的振動(dòng)異常的原因是多方面的，泵的轉(zhuǎn)軸一般與驅(qū)動(dòng)電機(jī)軸通過聯(lián)軸器直接相連，使得泵的動(dòng)態(tài)性能和電機(jī)的動(dòng)態(tài)性能相互干涉；高速旋轉(zhuǎn)部件多，系統(tǒng)剛性、動(dòng)平衡精度對泵的運(yùn)行狀態(tài)也有著直接的影響；同時(shí)，由于泵并不是孤立的，它和管道以及閥門、前后流程設(shè)備組成了一個(gè)密不可分的系統(tǒng)，流體作用的部件受系統(tǒng)流態(tài)影響很大，流體運(yùn)動(dòng)本身的復(fù)雜性，也是限制泵動(dòng)態(tài)性能穩(wěn)定性的一個(gè)重要因素。在對機(jī)泵進(jìn)行檢修前，我們采集了給油泵B01非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)頻率進(jìn)行分析，通過對非驅(qū)動(dòng)端振動(dòng)幅值、振動(dòng)信號頻譜分析，查找其振動(dòng)異常的原因。圖2、3、4分別為水平、垂直、軸向三個(gè)方向的頻譜圖，從圖中可以看出，一、二倍頻（25Hz、50Hz）的幅值相對較小，之前我們也對聯(lián)軸器對中數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，基本可以排除轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡破壞和聯(lián)軸器不對中引起的振動(dòng)。圖2給油泵非驅(qū)動(dòng)端水平振動(dòng)頻譜圖新油泰4V（201703-3015:41:17波形圖）［蕓里口日9/ni力新油泰4V（201703-3015:41:17波形圖）［蕓里口日9/ni力T孔物油裂4Vf2017-03-3015:41:17頗譜圖（峰ffiL港））[HE]10M圖3給油泵非驅(qū)動(dòng)端垂直振動(dòng)頻譜圖liWs],*-卜-__%.：4AliWs],*-卜-__%.：4AH函程1SflHTrL硼nim/s]4A三帛!.：:/5FETJD^amJ明輸袖蒙4A（2O17WA30姑:42;43巍諾圖（有覆性苔））[:SSO15Hsrri.lTnm/s]1即n圖4給油泵非驅(qū)動(dòng)端軸向振動(dòng)頻譜圖從頻譜分析來看，主要頻率為150Hz頻率，與葉片通過頻率接近，葉片通過頻率計(jì)算見（1）式：F=nz2（N/60）（1）式中Fv一葉片通過頻率，Hz；n—諧波整數(shù)，n=1；z?一葉片數(shù)量，z2=6；N一轉(zhuǎn)速，1480r/min。計(jì)算得知：Fv=148Hz，與頻譜圖中三個(gè)方向的主要頻率接近，可以判斷振動(dòng)主要是由于葉片通過頻率所引起的。對于葉片式機(jī)器來說，引起葉片通過頻率的主要原因有：[1]1）葉輪外徑與導(dǎo)葉（蝸舌）之間的間隙過小。2）與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。轉(zhuǎn)速越高，流體在泵內(nèi)的流動(dòng)速度越快，流體在流道中的沖擊力也越大，因而產(chǎn)生的壓力脈動(dòng)幅度也越高。3）與泵的流量有關(guān)。在小流量下，由于液流對葉片的沖角大，流道中產(chǎn)生較多的邊界分離旋渦，這種旋渦在葉輪與導(dǎo)葉之間相互作用下就會產(chǎn)生明顯的液流壓力脈動(dòng)。4）轉(zhuǎn)子中心與殼體中心不重合，葉輪偏心度大，葉輪周圍產(chǎn)生的不對稱力越大，再轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生附加作用力和彎矩，越不利于轉(zhuǎn)子運(yùn)行的穩(wěn)定。5）葉輪葉片數(shù)與導(dǎo)葉數(shù)不匹配產(chǎn)生的流體沖擊。6）流體的壓力脈動(dòng)與管系的自振頻率發(fā)生共振。根據(jù)給油泵的實(shí)際運(yùn)行情況及頻譜分析情況來看，振動(dòng)主頻都是六倍頻，故先從泵的操作流量入手，通過日常運(yùn)行情況分析，發(fā)現(xiàn)泵運(yùn)行穩(wěn)定以后，主輸泵開一臺或者開兩臺的工況下，流量調(diào)整變化對其振動(dòng)值影響不大。給油泵采用軟起動(dòng)，轉(zhuǎn)速不可調(diào)；殼體中心是靠整個(gè)泵體基座來進(jìn)行定位的，從泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒有調(diào)整途徑，轉(zhuǎn)子中心相對殼體中心的相對位置是依靠軸承箱定位來保證的，而軸承箱采用定位銷固定泵體上，出廠時(shí)已經(jīng)進(jìn)行了定位和試運(yùn)，沒有調(diào)整余地，在復(fù)查時(shí)我們檢測了轉(zhuǎn)子葉輪和口環(huán)的跳動(dòng)和同心度，檢測值都小于0.03mm，將轉(zhuǎn)子裝入后，對口環(huán)間隙差（不均勻度）也進(jìn)行了復(fù)查，間隙差在0.04之內(nèi)，證明轉(zhuǎn)子中心和殼體中心同心度沒有問題?？墒紫扰懦鲜龅?）、3）、4）項(xiàng)原因?qū)е卤卯惓Ｕ駝?dòng)，另外該泵結(jié)構(gòu)沒有導(dǎo)葉，所以也可排除5）的原因。根據(jù)API610-2004,5.1.1規(guī)定，導(dǎo)葉或蝸舌與葉輪葉片外圓周之間的徑向間隙至少應(yīng)當(dāng)為最大葉輪葉尖半徑的3%（對于導(dǎo)葉式泵）和最大葉輪葉片尖半徑的6%（對于蝸殼式泵），百分比間隙按下式計(jì)算：已知給油泵葉輪直徑為450mm，蝸殼直徑為500mm，百分比間隙P：[2]P=100（R2-R1）/R1=100（250-225）/225=11.1式中：R2蝸殼半徑或?qū)~頭部的半徑；R1最大葉輪葉片尖的半徑按照上面公式計(jì)算，該泵蝸舌與葉輪葉片外圓周之間的徑向間隙滿足要求。另外我們對泵的入口管線進(jìn)行了檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)給油泵B01停止運(yùn)行，而其他兩臺泵運(yùn)行的時(shí)候，入口段管道振動(dòng)依然較大，從工藝流程圖（圖1）可以看出，該段管道是從過濾器過來的，現(xiàn)場布管的時(shí)候，經(jīng)過兩個(gè)彎頭后進(jìn)入地下入口集合管，從集合管再分支通過2個(gè)彎頭進(jìn)入泵入口。管道進(jìn)入集合管的入口與給油泵B01入口距離0.86米，與B02的入口距離達(dá)則到2.56米，流體進(jìn)入集合管后，由于與B01入口較近，在彎頭處、集合管出口處形成紊流狀態(tài)，流體的脈動(dòng)對管道彎頭形成沖擊，使管道產(chǎn)生振動(dòng)，振動(dòng)加劇了流體的脈動(dòng)，使管內(nèi)壓力出現(xiàn)波動(dòng)，給油泵是側(cè)面吸入的雙吸式離心泵，軸向力主要靠泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和流體穩(wěn)定來平衡，對旋渦流、偏流的情況更為敏感。進(jìn)一步對輸油站檢修情況進(jìn)行了解，發(fā)現(xiàn)在這臺泵運(yùn)行狀態(tài)變差之前，曾經(jīng)對入口閥門進(jìn)行過更換，由于型號改變，閥門基礎(chǔ)和管道支撐也發(fā)生了相應(yīng)改變，現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)閥門和管道幾乎形成了不受力的虛支撐。綜上所述，給油泵入口管道設(shè)計(jì)不合理，由于流體擾動(dòng)造成管道振動(dòng)偏大，壓力脈動(dòng)與管道振動(dòng)形成共振加劇了振動(dòng)的發(fā)生，振動(dòng)與流體脈動(dòng)相互影響，使給油泵葉片通過頻率增高，是導(dǎo)致給油泵B01振動(dòng)大的主要原因。3.2軸承箱漏油分析軸承箱兩側(cè)油封均使用傳統(tǒng)的迷宮加毛氈密封形式（如圖5所示），其主要的密封效果取決于迷宮間隙、毛氈與轉(zhuǎn)子的間隙，迷宮密封理論上動(dòng)靜密封部件的間隙越小，密封效果越好。但由于機(jī)泵在啟停過程中，一方面由于流體狀態(tài)瞬間變化，存在不均衡的軸向力，轉(zhuǎn)子會發(fā)生竄動(dòng)；另一方面，由于軸承潤滑由邊界潤滑向全膜潤滑轉(zhuǎn)變的過程中，轉(zhuǎn)子運(yùn)行軌跡呈橢圓狀，振動(dòng)最大，于是轉(zhuǎn)子運(yùn)行橢圓軌跡的長軸方向勢必磨損迷宮，軸向由于竄動(dòng)也會產(chǎn)生摩擦，使間隙變大；而毛氈密封最大的缺點(diǎn)就是固定在軸承箱上無法自動(dòng)調(diào)整，因此隨著設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)，間隙會不斷加大，油溫升高后，粘度變小，流動(dòng)性能更好，因此密封效果也越來越差，導(dǎo)致泄漏嚴(yán)重。而上述密封形式是不能夠?qū)@種間隙進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?，于是軸承箱內(nèi)由于甩油環(huán)擾動(dòng)而飛濺的潤滑油便順著軸頸表面流出軸承箱外面。圖5軸承箱油封結(jié)構(gòu)圖油視鏡和底部放油孔法蘭泄漏屬于靜密封泄漏，泄漏點(diǎn)主要是密封面，油視鏡泄漏主要原因是密封材料使用多年老化失效，密封效果變差所致。底部放油管連接法蘭主要是由于密封面太窄，接觸比壓過大，密封墊片回彈性能差，時(shí)間長了以后，潤滑油從密封墊處滲出形成滴漏。3.3泄漏檢測報(bào)警原因分析對浮球液位開關(guān)進(jìn)行檢查，解體拆開后通過調(diào)整浮子位置，發(fā)現(xiàn)報(bào)警靈敏正確，液位開關(guān)本身沒有故障，將連接管線拆除后，在密封罐后側(cè)有一活接孔板（圖6所示A點(diǎn)處），孔板的作用主要是在泄漏的時(shí)候能夠保證密封罐內(nèi)能夠建立起浮球液位開關(guān)觸發(fā)報(bào)警信號的液位。檢查發(fā)現(xiàn)孔板（孔徑4mm）已經(jīng)堵塞了，由于有一部分機(jī)泵衛(wèi)生清掃水通過軸承箱支架開口處進(jìn)入到密封罐，孔板堵塞后無法流走，累積到一定程度，加上在工況變化的時(shí)候，機(jī)械密封會產(chǎn)生短時(shí)間的輕微泄漏，導(dǎo)致浮球閥動(dòng)作而引發(fā)報(bào)警。圖6泄漏檢測設(shè)施圖4、解決措施4.1振動(dòng)的問題該泵振動(dòng)大的主要原因與泵的管線有關(guān)。由于管線已經(jīng)施工完畢，更改難度很大。因此提出了由泵入口管線進(jìn)行處理，采用以下方法：1）利用管線停輸時(shí)間，將入口管段物料排空，松開入口閥門連接法蘭螺栓，入口管線、出口管線與泵體連接螺栓；2）在泵體出入口法蘭水平、垂直和軸向分別架設(shè)百分表，將指針調(diào)零；3）檢查入口閥門閥體是否已經(jīng)完全落到支撐基礎(chǔ)上，先緊固泵體出入口法蘭與管道連接螺栓，觀察百分表讀數(shù)應(yīng)無改變，然后依次緊固入口閥門后法蘭、前法蘭，緊固過程中，密切關(guān)注百分表讀數(shù)，必須保證百分表讀數(shù)無變化。4）調(diào)整入口管道中間部位支撐，保證泵體入口法蘭水平、軸向百分表讀數(shù)無變化，一直調(diào)整到垂直百分表指針稍微變化即可。完成調(diào)整后，發(fā)現(xiàn)機(jī)泵各點(diǎn)振值明顯變小，最大振值僅為1.1mm/s（如圖7所示），完全滿足了JB/T8097-1999《泵的振動(dòng)測量與評價(jià)方法》要求，通過以上措施的實(shí)施，徹底解決了給油泵B01振動(dòng)大的問題，保證了裝置正常的生產(chǎn)運(yùn)行

■W天n，liis-aflJPI營湖「旦朝f抑「一I；?—-■W天n，liis-aflJPI營湖「旦朝f抑「一I；?—-—3ATJXHAC?LL.lS.-?].心￡■31"皿順HI；KnmiM:舟&""''"""a由獨(dú)村hg滴Sa“BM7wai!志aSrjciSF『■zutiAM“早我劑。詛巨M里泡誰S3*i■印跳Iglctcnai^uj...回IofSrtwpis!;3?^&|3nwow珅：停■畫n荷祈3;福M警=叵]%ijyjzs質(zhì)U華H4ld\|*N14SSiTHMffLI:L5淄4.2軸承箱漏油的問題1）針對油封泄漏，加裝軸承隔離器。軸承隔離器是一種非接觸的，無磨損的永久軸承保護(hù)裝置。它由一個(gè)動(dòng)環(huán)和一個(gè)靜環(huán)組成（見圖8），動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，靜環(huán)安裝在軸承箱孔內(nèi)，動(dòng)靜環(huán)之間加工有相互配合的迷宮密封，協(xié)同作用，阻止外界污染物進(jìn)入軸承箱，并阻止?jié)櫥托孤?。圖8軸承隔離器安裝及結(jié)構(gòu)圖將軸承箱后蓋在車床上進(jìn)行加工，保證同心度和端面垂直度，加工一個(gè)安裝臺階，尺寸根據(jù)VMA/70X90X18-NGP軸承隔離器安裝要求，泵回裝后根據(jù)軸向尺寸調(diào)整軸承隔離器位置。2）將油視鏡和拆下后，將密封面清理干凈，保證密封面干凈無油污、無可見變形和表面缺陷，采用厚