漠大线输油主泵运行中常见故障分析与处理

关键词：俄油照比庆凝点漠大线动力设备

鲁尔泵作为漠大线输油生产的主要动力设备, 其作用不言而喻。漠大线输送俄罗斯进口原油, 俄油具有含水低、凝点低、含硫高等特点, 同时俄油照比庆油的腐蚀性、挥发性更强。在这种工作环境下, 对设备各项要求也就更严。鲁尔泵具有精良的制作工艺和良好的性能, 成为漠大线输油设备的首选。在原油外输过程中, 对鲁尔泵出现的故障不能仅局限于简单的维修活动, 更要深入分析, 在源头上解决此类问题, 减少此类问题出现几率, 降低运行维护成本[1]。

1 漠大线鲁尔泵应用情况

漠大线原油管道长936.5公里, 采取首站接收俄方来油加压外输的常温密闭输送工艺。由于漠大线里程较长, 除首站外, 另设中间泵站一座。首站共配备4台输油主泵 (三用一备) , 中间站配备3台输油主泵 (两用一备) , 用于增压外输。输油主泵采用串联安装的方式 (图1) , 其中箭头方向为原油流向, 首站接收俄方来油。

2 鲁尔泵运行中出现的故障及维修

2.1 机械密封故障情形一

自漠大线输油主泵投产运行来, 输油主泵相继出现机械密封泄漏超标, 主要表现:鲁尔泵在所有运行参数 (温度、振动值、排量、进出口压力等) 正常的情况下, 突然出现机械密封泄漏超标报警, 经现场查看发现, 机械密封端面有原油泄漏出来, 已经大大的超过规定值30滴/分。随即机修人员对鲁尔泵机械密封进行更换, 并分解查看更换下来的机械密封, 发现动静环接触表面腐蚀严重。

(1) 判断与维修

(1) 机械密封工作原理。机械密封亦称端面密封, 其至少有一对垂直于旋转轴线的端面, 该端面在流体压力及补偿机械外弹力的作用下, 加之辅助密封的配合, 与另一端面保持贴合并相对滑动, 从而构成防止流体泄漏。由于两个密封端面的紧密贴合, 使密封端面之间的分界形成一微小间隙, 当有压介质通过此间隙时, 形成极薄的液膜并产生阻力, 阻止介质泄漏, 又使端面得以润滑, 由此获得长期的密封效果。 (2) 机械密封泄漏原因分析。油较庆油更易挥发, 腐蚀性更强。由于腐蚀介质的侵蚀作用, 机械密封会发生表面腐蚀以及一些点蚀, 严重的可能发生腐蚀穿透。由于使用碳化钨环与不锈钢座等焊接, 其中不锈钢座容易发生晶间腐蚀, 这也可能导致机械密封泄漏。机械密封弹簧、“O”型圈等元件在应力与腐蚀介质的共同作用下, 往往会产生失效, 造成泄漏。 (3) 机械密封维修。由于腐蚀原因导致动静环表面已经损坏, 无法通过研磨进行修复, 机修人员对机械密封动静环进行了更换。同时, 相关技术人员调研查找能够抗腐蚀材质能力更好的动静环材质, 并找国内厂家对机械密封进行国产化研制, 以降低维修成本。

2.2 机械密封故障情形二

鲁尔泵在运行过程中运行状态十分平稳, 经过半年的运行时间出现机械密封泄漏超标情况。机修人员对鲁尔泵机械密封进行更换, 并分解查看更换下来的机械密封, 发现整个机械密封油污很多, 部分油污已成块状。

(1) 判断与维修

(1) 机械密封泄漏原因分析.在拆解机械密封过程中, 发现机械密封弹簧已被油污渍死, 不能起到良好的补偿作用。弹性元件在机械密封中主要起补偿、预紧及缓冲作用, 弹性元件要始终保持良好的弹性才能保证机械密封摩擦副紧密贴合和动环补偿。弹簧的弹性和高温稳定性直接决定机械密封端面比压的大小, 比压过大, 将造成密封面之间的润滑液膜厚度减小, 使得磨损加剧, 同时在密封端面产生大量摩擦热, 这样就破坏动、静环端面材料原有性能, 进一步加剧密封端面的摩擦, 导致热裂。机械密封端面比压过小, 密封端面处于液体摩擦状态, 弹簧在高温作用下, 弹力降低、甚至完全失去弹性, 以致不能保证端面摩擦副贴合, 此时机械密封的密封性能将无法保证。因此, 机械密封弹性元件被油污渍死, 失去原有效能, 使得机械密封摩擦副不能良好的贴合, 导致泄漏。

在实际工况中, 深入了解工况对弹簧的要求, 据此正确选择弹簧材料, 对保证合适的弹簧比压, 使机械密封处于最佳工作状态有重要意义[2,3]。机械密封的密封腔发生汽蚀时, 密封腔内会出现激烈的水力冲击, 带动动环作快速的轴向往复运动, 这种工况下弹簧极易发生疲劳断裂。

(2) 机械密封维修.机修工作人员对机械密封进行拆解, 用柴油将所有油污清洗干净, 并仔细查看弹簧的弹性, 确保弹簧能够具有良好的补偿、预紧及缓冲作用。与此同时, 为了杜绝这一情况的出现, 机修人员, 每半年对机械密封进行一次清洗。

2.3 机械密封泄漏报警

鲁尔泵运行过程中, 站控机显示机械密封泄漏超标报警, 在很短时间内达到高高报, 导致鲁尔泵停机。机修人员现场查看, 发现鲁尔泵在运行过程中所有运行参数都正常, 日常巡检中未发现机械密封泄漏超标, 进而机修人员推断是泄漏报警是由于泄漏开关中限流孔板堵塞。

(1) 原因分析与维修

工作人员将限流孔板取出, 随即鲁尔泵机械密封排污管线流出一定量的水与油污, 此时限流孔板已被油泥堵塞。限流孔板是机械密封泄漏报警开关的重要组成部分, 当机械密封泄漏在合理范围内, 污油及水分均能顺利通过限流孔板, 从而达不到泄漏开关报警值。相反, 假如机械密封泄漏超标或者限流孔板堵塞, 污油及水分不能顺利通过限流孔板, 导致水分及油污积聚达到泄漏开关报警值。工作人员将限流孔板清洗干净后, 又对排污管线进行了清洗, 最后恢复装置。为防止机械密封污油盒中有大块油泥进入排污管线, 从而堵塞限流孔板, 导致机械密封泄漏报警的情况出现, 工作人员制作了防爆滤网, 放置机械密封污油盒底部, 这样有效地控制油泥进入排污管线。

3 结语

针对漠大线鲁尔泵运行过程中出现的问题, 总结了鲁尔泵机械密封比较常见的渗漏原因以及泄漏开关报警的原因。在使用机械密封时, 应分析使用机械密封的各种因素, 使机械密封适用于各种工况和使用要求, 以保证密封长期可靠地运转。同时泵机组在运行当中会出现很多故障, 当泵机组出现不明原因的故障时, 必须从多方面查找原因, 从一系列现象中捕捉共性点, 从而从根本上解决故障, 保证设备完好。

摘要：漠大线总长926.5公里, 共设站场5座, 依靠德国鲁尔泵作为油品外输泵, 其鲁尔泵型号为ZLMIP530/07。漠大线投产两年多来, 发生鲁尔泵机械密封泄漏超标4起, 止推轴承组损坏1起, 泄漏报警开关堵塞7起。结合漠大线现场实践经验, 对机械密封泄漏超标致使输油主泵不能正常工作进行阐述与分析。从鲁尔泵机械密封结构设计及受力分布状态入手, 分析生产运行中压力较大波动对机械密封造成影响。同时也阐述了鲁尔泵止推轴承组损坏和泄漏报警开关堵塞原因及处理方法。

关键词：鲁尔泵,机械密封,止推轴承组,泄漏报警开关