張曉軍,楊建偉，卜琛亮

(延長石油延安石油化工廠,陜西 延安 727406)

LV343高速泵作為延安石油化工廠聚丙烯裝置丙烯進料泵(4-P301)，該泵的作用是將原料罐的丙烯輸送到工藝區(qū)，分別注入到環(huán)管反應(yīng)器R200、R201、R202及各泵的沖洗點。此泵的運行將直接影響聚丙烯裝置平穩(wěn)生產(chǎn)，在聚丙烯裝置中起到至關(guān)重要的作用。

1 LMV-343型高速泵簡介

1.1 基本性能參數(shù)

基本性能參數(shù) 見表1。

表1 基本性能參數(shù)

1.2 結(jié)構(gòu)

LVM343泵主要由泵殼、齒輪箱(三級變速)、泵端結(jié)構(gòu)(葉輪、誘導(dǎo)輪、擴散器)、機械密封(串聯(lián))等組成。結(jié)構(gòu)圖如圖1[2]。

圖1 LVM343泵結(jié)構(gòu)圖

2 開展國產(chǎn)化背景

2.1 存在問題

該泵從2009年開工以來，共檢修了4次，一直采購勝達因原廠家的配件，由本單位維修工現(xiàn)場實施檢修，每次主要因機封泄漏導(dǎo)致檢修，但每次檢修時解體檢查齒輪箱都會發(fā)現(xiàn)高速軸、推力軸承、推理片有不同程度的磨損，而且由于該泵安裝精度及要求高，現(xiàn)場施工條件有限，無試驗裝置，每次檢修不能保證100%一次性成功，檢修完只能與現(xiàn)場運行泵切換試泵。基于以上原因，有兩次出現(xiàn)第一次完后返修情況，分別為2011年5月，2016年12月發(fā)現(xiàn)運行泵機械密封泄漏嚴重，組織對運行泵切換維修，修完以后試泵時出現(xiàn)新修的泵泄漏嚴重、振動大現(xiàn)象，停機解體檢查，發(fā)現(xiàn)介質(zhì)機封、密封油機封密封圈燒壞，推力軸承推力塊巴氏合金，徑向軸承、高速軸軸頸磨損嚴重。維修更換一臺套軸承、機械密封等配件需要花費20～40萬，如果需要更換中、高速軸，那費用將更高.此外該泵配件購買周期基本都在6個月左右，一旦配件儲備量不足，短期將無法保證備用泵完好備用，成為聚丙烯裝置重大隱患。如果配件儲備量稍大，配件庫存費用將大幅增加。故該泵的維修成為聚丙烯裝置長周期運行的瓶頸問題。

2.2 配件國產(chǎn)化過程

鑒于以上情況我們通過與國內(nèi)生產(chǎn)高速離心泵廠家——北京航天石化技術(shù)裝備工程公司合作，共同從產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)計兩方面進行認真分析和討論后，認為有必要在原廠勝達因的基礎(chǔ)上對關(guān)鍵易損部件進行重新設(shè)計和選型，因此在保留原設(shè)計的各部間隙、尺寸和可利用部件的基礎(chǔ)上，根據(jù)原設(shè)計方案，對高速泵齒輪箱內(nèi)部分配件，高速軸下推力軸承、高速軸上止推片、高速軸上徑向軸承、高速軸下徑向軸承、中速軸軸承等易損部件進行了重新設(shè)計和選型。

“高速軸上、下徑向軸承”通過對原裝軸承分析，發(fā)現(xiàn)其軸承設(shè)計中長徑比取值明顯偏小，應(yīng)用于現(xiàn)場工況下會出現(xiàn)軸承溫度高、油膜厚度薄，承載余量不足的問題。提高軸承的長徑比能夠提高軸承的承載能力，但對于高速設(shè)備來說，過高的長徑比可能會導(dǎo)致轉(zhuǎn)子失穩(wěn)。經(jīng)過核算確定了現(xiàn)場使用的這種狀態(tài)，既能滿足承載的需要，動態(tài)特性還略優(yōu)于原裝，于是做了改造。

“高速軸上止推片”原裝是雙向斜面止推片，改型為定型單向斜面止推片代替，外形與原裝相同，承載能力高于原裝，對原裝止推片做了改造。

“中速軸上下軸承”原裝軸承承受軸向力是寬平面止推面，用國產(chǎn)定型的寬斜面中速軸下軸承代替，承受軸向力能力提升至原裝的 3～5 倍，對原裝中速軸上下軸承做了改造。

“高、中、低速軸”北京航天石化技術(shù)裝備工程公司已測繪，聲明可以進行國產(chǎn)化。

原廠與國產(chǎn)部件外觀對比圖見圖2～圖4，具體部件更換情況見表2。

表2 部件更換表

圖2 止推軸承片圖

圖3 徑向軸承片圖

圖4 推力軸承圖

2.3 測試過程及結(jié)果

對該泵進行國產(chǎn)化維修組裝后，北京航天石化技術(shù)裝備工程公司，通過實驗臺模擬機泵的實際工況。采用常溫清水代替丙烯，使泵轉(zhuǎn)速控制在2100rpm(電機轉(zhuǎn)速)，不同負荷的工況下，將泵運轉(zhuǎn)1h，進行泵的性能及運轉(zhuǎn)試驗。

2.3.1 性能試驗

從Sundyne泵性能試驗曲線圖圖5與修復(fù)泵性能曲線圖圖6對比中就看出，修復(fù)后泵的輸送性能曲線與原廠家出廠時的性能曲線基本一致，因此說明維修后泵與原泵性能幾乎接近，性能滿足工藝要求。

圖5 Sundyne泵性能試驗曲線圖

圖6 修復(fù)泵性能試驗曲線圖

2.3.2 運轉(zhuǎn)試驗

運轉(zhuǎn)試驗數(shù)據(jù)圖圖7的數(shù)據(jù)可以看出，維修后的泵機械性能穩(wěn)定，振動位移大部分數(shù)值在4μm以下，振速均在1.3mm/s以下。通過測試說明機械性能穩(wěn)定。

圖7 運轉(zhuǎn)試驗數(shù)據(jù)圖

2.3.3 現(xiàn)場安裝后的運行結(jié)果

國產(chǎn)化維修后的高速泵到我廠后，于2017年4月6日將修復(fù)后的高速泵安裝試用，截止目前已連續(xù)運行7個月，各項工藝參數(shù)滿足設(shè)計指標，機械性能穩(wěn)定。

3 總結(jié)

此次LV343高速泵(丙烯進料泵)國產(chǎn)化改造的成功，不僅節(jié)省了維修費用，縮短配件采購周期，試驗裝置使檢修質(zhì)量也的到保證了，而且也為北京航天石化技術(shù)裝備工程公司在大功率高速泵的研發(fā)和生產(chǎn)方面積累了寶貴的經(jīng)驗和信心，為今后設(shè)計和生產(chǎn)同等乃至更大型的高速泵提供了必要的的技術(shù)儲備，使國內(nèi)高速泵生產(chǎn)技術(shù)水平上了一個臺階。

[1] 康鈺海.LV343高速泵故障原因分析及保障方案[J].中小企業(yè)管理與科技，2011(9):290.

[2] Sundyne.LVM343高速泵使用說明手冊[M].美國：Sundyne，2008.