加氢进料泵电机油封漏油原因及安装改进建议

刘明明 ， 李 伟

(洛阳炼化宏达实业有限公司 ， 河南 洛阳 471000)

加氢裂化装置是当今炼油和石油化工工业中重要的二次加工装置，加氢进料泵作为其核心设备之一，承担着为反应部分输送原料油的作用，具有高压、大流量、高扬程的特点。洛阳宏兴新能150万t/a加氢裂化装置，进料泵P1001A/B为沈阳鼓风机集团生产，泵型号TD220-265X8；电机生产厂家为卧龙电气南阳防爆集团，型号为YAKS630-2W；配套轴承箱生产厂家为湖南崇德工业科技有限公司，型号为DQ18-180B；前后轴承箱各有3个聚酰亚胺浮动式迷宫油封(两半环结构、4沟槽、带定位销和弹簧槽)，其中240型油封1道，200型油封2道。机组布置形式为一开一备，其中P1001A采用加氢裂化装置中用于驱动进料泵的典型泵组布置：泵+电机+离合器+液力透平，用来回收热高分油减压时的压力能，机组2020年4月投入运行[1]。

1 运行中出现的问题及处理

1.1 第一次油封漏油及处理

2020年10月，P1001A在运行中透平端电机轴承箱油封漏油，电机底部排污口、电机主接线盒端面密封面有润滑油渗出。同时，在电机正压通风启动时，电机漏水开关处有明油吹出。厂家到场更换油封时，发现电机内部隔板外侧低点有大量存油，且电机冷却风扇、定子线圈表面有明显油渍。由于电机采用“风冷+水冷”的冷却方式，结合电机结构及渗油部位，可推测出泄漏的润滑油部分通过电机主轴被冷却风扇吸入至电机内部，进而携带至机壳各密封面。另一部分则通过油封直接流入电机内部外侧隔板低点。厂家更换油封后，通过对机壳各密封面的观察和电机低点排污检查，发现漏油量略有减少。鉴于电机定子线圈及轴承温度并未出现异常，电机采用定期低点排油的方式来监控油封漏油情况。需要说明的是，电机运行时排油时需要启动电机正压通风，否则电机低点排污口会由于冷却风扇的吸力作用而无法排出低点存油。

1.2 第二次油封漏油及处理

1.2.1油封漏油问题

2021年8月中旬，P1001A透平端和泵端电机低点排污口排出的润滑油明显增多，紧急切换至B机运行。在对A机油封进行拆检时发现，透平端轴承箱靠近电机最内侧油封(240型)和泵端轴承箱中间油封(200型)密封梳齿均磨损严重，且油封定位销处有高分子聚合物材料受冲击、拉伸等机械外力时出现的“应力发白”现象。

通过查看轴承箱上盖结构，透平端压痕产生的原因是由于油封定位销和轴承箱上盖处的定位销开孔不同向，导致没有定位销开孔的上盖沟槽与油封定位销接触，在轴承上盖安装并把紧螺栓后，定位销被轴承上盖强压变形，进而导致油封变形，圆度下降、磨损加剧。另外，泵端轴承箱上盖为首次打开，原厂状态下的中间油封定位销安装方向虽然正确，但定位销依然被外力压扁。

同时，拆检时发现电机内侧油封没有回油孔，且最外侧电机油封回油孔朝向电机主轴正上方，这与常见的油封回油孔位于底部的安装形式相悖。为进一步验证问题，对泵端电机油封进行了拆检，发现泵端的电机最外侧油封回油孔同样朝向主轴正上方，但油封安装方向均正确。为了降低漏油风险，将电机泵端内侧油封也更换为带回油孔设计的油封。

1.2.2电机轴瓦温度偏高问题

油封更换电机连续运行48 h后对电机低点排油检查，并未发现有明显存油，说明油封漏油问题得到解决。但开机后发现泵端电机轴瓦温度较正常的65 ℃升至75 ℃，推测为新油封的径向间隙较小，运行时摩擦生热较多，但机组连续7天后温度依然维持在73 ℃，降低供油温度也没有大的改观(此轴承箱供油压力0.11 MPa，油温40 ℃)，说明温度升高可能是轴承箱自身问题导致。择机拆检油封后发现安装油封时为了防止油封转动，便于轴承盖与油封定位销对准，在油封内外圈涂抹了较多黄油，回油孔也被堵塞，清除多余黄油后轴承温度降至66 ℃。

2 电机油封故障分析

第一次出现电机油封漏油时，厂家到厂处理，没有注意到油封定位销的朝向，导致定位销被轴承上盖强压导致油封变形。但由于新油封轴向间隙较小，初期漏油量不多，随着油封内圈定位销处沟槽逐渐磨损至与电机主轴充分贴合，漏油量逐渐稳定。随着电机运行周期的延长，油封安装时就存在变形和不均匀磨损问题，并未从根本上得到解决，直到磨损至一定程度后，油封漏油量明显增加，不得不停机检修。同时，原厂提供的电机内侧油封没有回油孔，导致沿电机主轴轴向泄漏的润滑油无法回流至轴承箱，进一步降低了油封阻油能力，这也是为何泵端轴承箱的中间油封泄漏后，电机内侧油封并未起到较好阻油的原因之一。以上分析在第二次油封漏油的检修中得到验证。

第二次油封漏油检修时一并更换了泵端内侧油封，由于有了透平端的经验，在油封安装时涂抹了较多的黄油，起到固定油封的作用，防止回装轴承上盖时对准调整的过程中误碰定位销，导致油封旋转，定位销错位。但过多的黄油使油封沟槽及回油孔堵塞，在电机运行时摩擦散热不足，这部分热量传导至电机主轴，进而造成了电机轴瓦温度升高。在正确安装新油封后，机组已连续运行4个多月。

3 油封安装及改进建议

3.1 安装建议

①浮动迷宫式油封安装时应注意油封的方向。其方向主要由轴承盖上油封凹槽的定位销开孔方向决定，方向安装错误将导致油封被强压变形，造成油封梳齿过早磨损漏油。②油封安装时应注意检查油封的回油孔方向。回油孔应朝向轴承箱的内部，以便沿轴向泄漏的润滑油可以通过油封沟槽回流至润滑油箱。同时油封正确安装时回油孔应位于轴径向正上方。③新采购油封应检查油封沟槽间是否有回油通道。④油封安装时，为确保油封定位销与轴承盖对中准确，可涂抹黄油起到辅助固定油封的作用。但黄油涂抹不宜过多，适量即可，避免油封散热不良。⑤油封安装时可在轴承盖端面处的油封位置做标记，以便安装人员观察油封是否由于对中时误碰而发生旋转错位。

3.2 改进建议

①适当增大轴承盖上的定位销开孔宽度，以便减小油封与轴承盖的对中安装精度，降低安装难度。轴承盖定位销开孔与油封定位销配合间隙较小(1～2 mm)，且要保证3道油封同时对准。其次，高压大功率电机轴承上盖一般较重，需两人用撬杠抬起后才能调整安装，进一步增加了安装难度。 ②轴承盖定位销开孔位置在不影响机械强度的情况下，开孔位置可改至便于观察的位置。轴承盖在下落至一定高度时，观察人员便无法观察。若将定位销开孔由轴承盖正上方改至轴承盖端面的水平位置处，可保证轴承盖在对中开始至完全就位时均可被安装人员观察。

4 结论

采用浮动迷宫式油封的高压大功率电机的油封是否正确安装对电机的安全运行至关重要，尤其是油封方向直接决定了油封初始安装状态好坏。正确的安装方法及改进意见可大大降低重型电机油封与轴承盖的对中难度。同时，带回油孔的迷宫油封阻油效果相对较好。日常运行中可通过电机低点定期排污检查电机内部存油量的方法判断油封是否失效；其次，油封沟槽内油泥、润滑脂过多也会间接影响电机轴承温度。