化工离心泵的故障及维护技术探讨

2020-01-19王凤伟

中国设备工程 2020年20期

王凤伟

（大庆炼化公司聚合物一厂，黑龙江大庆 163411）

随着我国化工行业的生产规模逐步扩大以及工业化水平的不断提高，离心泵在我国化工企业的使用范围和使用频率也在不断增加，离心泵作为化工企业各种油料输送的主要设备，其正常运行是保障化工企业整个生产链正常运转的必要条件，化工企业必须高度重视离心泵的日常保养维护及故障处理措施，掌握离心泵的运行特点，保障离心泵的正常运行，并在离心泵发生故障后能够迅速查明故障原因并予以解决，从而保证化工企业的生产正常运行。

1 离心泵的结构及工作原理

掌握离心泵的结构及工作原理是设备操作人员和维修人员做好离心泵日常保养和快速解决设备故障的理论基础，化工企业必须加强相关人员的理论学习。

1.1 离心泵的结构组成

离心泵在结构上主要由叶轮、泵体、泵轴、轴承以及密封垫圈及填料函等部分组成。其中叶轮是离心泵的核心部件，通过叶轮的高速转动使液体产生离心作用而达到液体输送目的，泵体也叫泵壳，是支撑固定泵轴及其它部件的功能性装置，泵轴是连接外部电机和离心泵叶轮的传动部件，轴承是保证泵轴正常滚动或滑动的支撑构件，密封圈是保证泵体与叶轮间隙防止泵壳内水渗漏的重要部分，填料函是填充泵轴与泵壳间隙，使水泵处于真空状态的部件。

1.2 离心泵的工作原理

离心泵是利用叶轮产生的离心作用使液体达到传输目的的设备，其工作原理为：离心泵在通过外部电机提供电力后，离心泵的叶轮在泵轴的带动下高速旋转并产生较强的离心力，叶轮上的液体随叶轮高速旋转并在离心作用下脱离叶轮并进入压水管道，与此同时，叶轮中心区域便形成一个真空区域，从而达到液体能够在内外压力差的作用下流入泵体，周而复始便可以到达液体通过离心泵进行传输的目的。

2 化工离心泵的常见故障分析及解决办法

2.1 机械密封失效

化工离心泵的密封效果直接影响着离心泵的工作效率以及安全性能，密封失效将导致离心泵不吸入、不出水或者出水扬程不够等情况，无法满足企业的实际生产需求。离心泵密封失效的原因主要有以下三种情况。二是弹性元件失效，三是密封圈失效。

2.1.1 密封圈失效

在化工离心泵的长期运行下密封圈老化，或者密封圈的嵌入沟槽与密封圈形式不对应都会造成密封圈失效。特备是化工企业，各类油料本身具有一定的氧化腐蚀性，使得密封圈在氧化作用下加速膨胀，导致密封圈收到过多的摩擦而加速老化。化工企业在进行离心泵密封圈采购时，尽量选择抗氧化耐高温的密封圈，从而延长密封圈的使用寿命，同时必须注意密封圈形式与嵌入沟槽向吻合，保证离心泵的密封效果。另外密封圈是离心泵运行过程中经常损坏的备件，在其存储时需要避免高温和潮湿，应放置在没有阳光直射的阴凉位置存储，以保证密封圈的性能良好。

2.1.2 弹性元件失效

弹性元件断裂或者弹性失效都会导致离心泵的弹性元件失效。在离心泵的长期运行中经常出现运行不稳定的情况，比如液体不足导致的抽空现象或者因为离心泵支座与地面固定不牢等原因导致泵体振动幅度较大，以上情况都会使弹性元件发生断裂。另外弹性元件的热处理不合格，以及弹性元件在长期的使用中产生疲劳现象等也会导致弹性元件断裂。弹性元件的弹性失效主要是因为离心泵的长期使用导致元件间隙结垢以及高温环境造成的弹性元件变形。弹性元件断裂后必须及时更换，若弹性元件因为结垢原因导致弹性失效可以通过润滑油或者软化水冲洗结构位置加以解决。另外在弹性元件采购时需保证弹性元件的耐高温和耐腐蚀性能。

2.1.3 动静环失效

造成动静环失效的主要原因有以下三种情况。（1）离心泵长期运行下密封圈镶嵌位置结垢造成动静环脱落或者松动，此类问题可以通过在镶嵌位置堆焊处理解决，若镶嵌位置无法堆焊时可通过调整镶嵌位置的过盈量或者使用密封胶进行粘接。（2）离心泵启动时若预热过快可造成动静环产生应力裂纹，特别是离心泵抽空或者振动频率较大，将导致动静环表面的石墨破碎或者脱落，从而造成离心泵运行中的液体泄漏。（3）离心泵的长期运行会造成弹性元件压缩比超过标准要求导致端面间摩擦过大，从而造成副静环出现严重破损导致动静环失效。

2.2 离心泵声音异常或振动过大

离心泵运行时应保证泵体的平稳以及内部无异响，若离心泵运行过程中出现了声音异常或者振动幅度较大，那么就意味着离心泵出现了各种故障，必须即刻停机检查并及时处理，否则将会导致离心泵的彻底损坏，造成化工企业生产中断。导致离心泵声音异常或振动幅度较大的原因较多，从范围划分上主要有机械和水力两个方面的原因。

机械方面引发离心泵声音异常或振动较大的原因主要有以下几种情况，一是离心泵支座的地脚螺丝松动，导致离心泵机体振动幅度较大，若不及时处理将造成离心泵的内部零部件损坏；二是离心泵的叶轮松动或者旋转不平衡，需要及时进行校正或者紧固处理，否则将造成叶片损坏；三是泵轴和电动机轴的同心度发生偏差，需要及时调整同心度，否则会造成泵轴和电机轴的磨损甚至报废；四是离心泵或者电机的转子松动，导致转子的转动不平衡，不及时处理将导致泵轴或电机轴的损坏。

水力方面导致离心泵声音异常或振动较大的原因主要如下，一是离心泵运行位置不正确，造成离心泵的液体流量过大或者过小，从而导致离心泵受到的压力随时发生变化而造成振动；二是在离心泵运行过程中将异物吸入泵体，造成机体堵塞或者叶轮损坏，从而导致离心泵产生异响；三是离心泵的吸程过大造成液体经过叶轮时产生气泡并在液体出口气泡消失，气泡产生和灭失过程造成泵体振动；四是液体吸入池设计不合理，特备是在多台离心泵同时工作时液体吸入管路布置不当导致液体产生旋涡，离心泵在吸入液体时产生共振而造成振动。对于由水力因素导致的离心泵异响或者振动需要根据产生的具体原因采取相应的处理办法予以解决。

2.3 电机故障

在离心泵的运行过程中，电机故障也会造成离心泵发生各种故障，电机故障主要表现在以下两个方面。一是电机转子不平衡，这种故障是电机运行中较为常见的故障类型，电机长时间的运转会导致转轴与轮盘发生偏心现象，造成电机转子不平衡，从而导致离心泵无法正常运转。二是电机的定子与转子不同心出现电机振动，出现此类现象的原因除电机自身故障外，离心泵吸入的液体流量不平衡也会造成电机出现偏心，需要及时进行电机负荷测定，以保证电机的正常运行。

3 化工离心泵的维护保养

化工离心泵的维护保养是保证离心泵正常运行，降低离心泵损坏概率，延长离心泵使用寿命的有效措施，离心泵的操作人员及专业检修人员应按照要求做好日常保养和周期性维护工作。

3.1 离心泵的日常保养

在离心泵的日常运行过程中，需要操作人员进行必要的检查维护，及时发现问题并及时解决，从而确保离心泵运行正常。首先在离心泵开启前，检查离心泵的地脚螺丝是否存在松动现象，离心泵内的液体是否加注完成，液体的进出口管线是否连接到位，离心泵的运行电压是否正常，环境是否满足离心泵的运行条件等等。在离心泵开启后，需要进行必要的预热，在离心泵预热完成后必须适时关注离心泵的运行情况，查看是否有泄露情况，若存在泄漏现象必须及时处理，保证离心泵的工作压力。注意观察吸入液体池的液面变化，避免离心泵出现抽空情况，若在离心泵的运行过程中出现较大异常情况时，必须立刻停机并通知维修人员进行故障处理。