催化裂解装置油浆泵配件国产化改造

孟亮，訾悦(中海石油宁波大榭石化有限公司，浙江 宁波 315800)

0 引言

大榭石化催化裂解装置(DCC)分馏塔循环油浆泵P-208AB是催化裂解装置的分馏单元关键设备，为开一备一，共计2台，由劳伦斯公司制造。该泵的规格型号为14×16×27 HP×6000；流量为1 300 m3/h，扬程为100 m；入口压力0.19 MPa，介质为油浆；温度330 ℃。油浆泵P-208AB自2019年6月投用以来，两台油浆泵非驱动端轴承箱油封先后出现润滑油泄漏和甩油环磨损问题。拆修更换油封后运行约90 d又出现泄漏问题，拆修检查轴承箱润滑油发现，里面含有大量铝屑，导致该油浆泵无法正常安全运行。该油浆泵的高频率切换维修，不仅对装置的安全、长周期运行带来一定制约，更重要的是不符合公司长期以来制定的降本增效重要工作任务，对催化裂解装置的安全及长周期运行造成严重影响。

1 原轴承系统

油浆泵原轴承(型号：22232CC/W33/C3)保持架采用不锈钢半封闭式型式，其结构图如图1所示。

图1 油浆泵轴承结构图

2 原轴承、甩油环失效主要原因

通过对油浆泵轴承失效时拆修及轴承拆解分析，发现引起轴承损坏、甩油环磨损失效的原因主要有以下三个方面：

(1)制造厂对轴承轴向位移量计算存在误差。针对催化裂解装置油浆泵(120-P208A/B)运行期间出现的问题，经拆检发现，油浆泵(120-P208AB)非驱动端油封泄漏润滑油的主要原因，是由于原制造商劳伦斯面对1 300 m3/h大流量机泵设计时，没有精准计算出轴向推力位移量。同时在甩油环和支撑轴承设计、选型上没有考虑到甩油环松动磨损，对轴承安全运行的影响，属制造厂设计缺陷。

(2)原轴承甩油环结构形式是由上下两半圆连接螺钉紧固固定在轴上，由于原设计缺陷，在运行中甩油环易发生松动，导致与轴发生摩擦；同时因甩油环外表面与泵压盖间隙过小，热膨胀后过盈摩擦，造成甩油环磨损失效，甩油环、泵轴磨损情况如图2和图3所示。

图2 油浆泵甩油环磨损情况

图3 泵轴磨损情况

(3)原轴承(型号：22232CC/W33/C3)保持架采用不锈钢半封闭式型式，此保持架结构由于制造粗糙、加工精度低、易磨损等缺陷，不利于将甩油环磨损的铝屑冲洗，造成轴承磨损失效，如图4所示。

图4 轴承内圈磨损情况

3 技术改造方案

油浆泵P-208AB非驱动端油封泄漏润滑油的主要原因，是由于原制造商在1 300 m3/h大流量机泵设计时，轴向位移计算存在偏差；同时，在甩油环和支撑轴承设计、选型上没有考虑甩油环松动磨损情况，对轴承安全运行的造成影响。

针对上述分析结果，对油浆泵甩油环和轴承重新进行了设计优化，主要技术改造有以下内容：

(1)将原甩油环两半对接型式改为整体顶固式。即甩油环的安装采用轴上钻定位槽、螺纹密封胶紧固紧定螺钉的方法，来避免由于甩油环与轴产生相对滑动而磨损失效问题，如图5所示。

图5 整体顶固式甩油环

(2)经过对甩油环测绘和优化设计，将甩油环外径由φ289.94 mm加工至φ286.94 mm，与轴承箱压盖配合间隙1.5 mm。

(3)将径向轴承的不锈钢支架重新选型为铜保持架，即轴承型号由原来的22232CC改成22232CA，提高轴承制造精度。

(4)油浆泵检修后，实行三次对中，即冷态对中、160 ℃对中和250 ℃对中，通过三次对中来保证油浆泵的高精度运行。

4 效果与结论

4.1 改造效果

实施上述改造后，催化裂解装置(DCC)分馏塔底油浆泵P-208AB运行良好，油浆泵120-P208AB互备运行至今，未出现由于油封漏油、甩油环磨损等故障。经439 d的运行验证，运行效果良好，完全消除了每90 d必须检修油浆泵问题。完全解决了油浆泵振动高问题，改型前，油浆泵平均运行周期90 d，机泵振动值不稳定，最大达到8.5 mm/s左右，轴承运转存在杂音；改型后，油浆泵运行439 d，振动值最大2.6 mm/s，数值并趋于稳定。与此同时，消除了轴承箱运转杂音，机泵整体运行平稳。

4.2 改造结论

(1)油浆泵甩油环实现自主结构优化设计，通过对结构优化设计，将甩油环由两半对接式改为整体顶固式，即甩油环的安装采用轴上钻定位槽、螺纹密封胶紧固紧定螺钉的方法，来避免由于甩油环与轴产生相对滑动而磨损失效问题。

(2)油浆泵甩油环完全实现国内生产加工，经对甩油环测绘、优化设计和现场实践应用，甩油环目前完全实现自己加工，而且应用效果较好，大大节约了采购及生产成本。

(3)油浆泵轴承重新选型，确保技改实施应用后机泵稳定运行，通过重新选型，轴承保持架选用铜制保持架(即由22232CC改型为22232CA)，选用22232CA轴承后，油浆泵整体运行平稳，实现439 d无检修记录，确保了机泵的安全、长周期运行。

(4)经济效益：轴承和甩油环未改型前，油浆泵每运行90 d，必须进行检修1次；自2019年2月14日改型后，油浆泵120-P208AB一直交替运行至今，均未出现由于油封漏油、甩油环磨损等故障(2019年12月31日120-P208A由于机械密封泄漏，进行维修检查，甩油环和轴承均完好)。经过439 d的运行验证，运行良好，完全消除了每90 d必须检修一次油浆泵问题。取得的经济效益：轴承费用50.73万元；甩油环费用21.46万元，共计72.19 万元。

5 结语

改造完成后，油浆泵P-208AB实现了一开一备，油浆泵检修至少需要3 d，避免了由于检修油浆泵单台运行给装置安全生产带来的隐患；避免了油浆泵切换过程对机泵、操作人员和装置安全生产带来的压力。由于油浆泵P-208AB切换，会造成烟机入口烟气粉尘浓度大幅增加，对烟机的平稳运行造成一定影响。改造实施后，减少了油浆泵的切换次数，降低了烟机入口烟气中粉尘浓度，提高三机组运行安全性，保证装置长周期安全运行。通过对油浆泵甩油环重新测绘加工和优化轴承安装工序等技术攻关改造，增加了油浆泵运行安全可靠性，彻底解决了困扰催化裂解装置油浆系统长周期运行的瓶颈问题，为进口油浆泵配件国产化探索了经验，为下一步油浆泵逐步实现国产化奠定了基础。