工艺液氩泵泵轴修复及防范措施

    河南煤业化工集团煤气化公司义马气化厂KDONA-r20800/11000/720型空分设备采用内压缩、全精馏无氢制氩流程,液氧泵、液氮泵和工艺液氩泵选用进口产品。其中,工艺液氩泵选用CS155/915L-414-CB-C/0FC型单级离心液体泵,由LS160LU型电机驱动和Leroy Somer UnidriveSE33T型变频器控制,工艺液氩泵设计转速4430r/min,吸入压力015MPa,扬程65m,变频器调节频率5~80Hz,电机功率2715kW。从2007年3月空分设备投运以来,工艺液氩泵运行稳定,但2009年1月7日1#工艺液氩泵泵轴发生了抱轴变形故障,并造成精馏系统工况波动。

    1  故障现象

    2009年1月7日03: 58, 1#工艺液氩泵过载跳车,由于备用泵没能及时启动,造成精馏系统工况发生较大波动。在调整精馏系统工况的过程中,主冷液氧液位由3050mm下降至1768mm,外供氧纯度由9917%下降至9516%。

    现场对1#工艺液氩泵停车原因进行分析,发现变频器显示过载故障,电机轴承抱轴卡死。初步判断为电机轴承损坏,于是安排拆机检修。

    2 故障原因分析

    工艺液氩泵拆机前因盘不动泵未能进行拆前数据检测,拆机后发现电机前轴承散架、损坏。损坏轴承的几何特征显示损坏原因为过载、冲击。更换轴承后回装液氩泵并试车,发现电机振动值较大。随后拆检泵轴同心度,发现泵轴变形严重。因备件采购周期较长,经研究决定泵轴修复后继续使用。

    3 泵轴修复与试车

    3.1 泵轴修复前的参数测量

    低温液体泵轴类零件的材质一般采用优质不锈钢,其结构特点是泵轴细而长,轴长与轴径比值较大,泵轴在运行或长期存放过程中易产生弯曲,从而造成转子跳动。当转子的弯曲量超过允许范围时,应及时进行矫直。矫直前应先对轴件进行检测,以确定轴件弯曲位置及弯曲处圆跳动偏差的大小。常用轴件圆跳动度(弯曲度)的测量方法如图1所示。测量步骤如下:¹将轴装夹在车床上;º在轴上检测部位设置千分表;»将轴件外圆分成四等分,并标示1、2、3、4等分点;¼缓慢转动轴件,将四等分点处的读数记入表格。

     泵轴修复前的圆跳动测量参数见表1。

     由表1参数可知泵轴圆跳动度已达80Lm。

     3.2 泵轴修复及修复后参数

     由于泵轴的弯曲度过大,对其采取了热态矫直。矫直时,在轴的最大弯曲处用湿石棉布包扎,在石棉布上开1个尺寸为d/3@d/8 (d为轴的直径)的长方形孔,在开孔处用氧气枪加热3~5分钟。当温度达到500e~600e后,用干燥石棉布覆盖受热处并保温10~15分钟;然后用仪表空气(或压缩空气)冷吹,使其迅速冷却。若一次未矫直可多次进行。矫直后要进行低温退火,以消除内应力。经多次矫直后,轴件圆跳动度测量参数见表1。