加氫進(jìn)料泵電機(jī)油封漏油原因及安裝改進(jìn)建議

劉明明 ， 李 偉

(洛陽煉化宏達(dá)實(shí)業(yè)有限公司 ， 河南 洛陽 471000)

加氫裂化裝置是當(dāng)今煉油和石油化工工業(yè)中重要的二次加工裝置，加氫進(jìn)料泵作為其核心設(shè)備之一，承擔(dān)著為反應(yīng)部分輸送原料油的作用，具有高壓、大流量、高揚(yáng)程的特點(diǎn)。洛陽宏興新能150萬t/a加氫裂化裝置，進(jìn)料泵P1001A/B為沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)生產(chǎn)，泵型號TD220-265X8；電機(jī)生產(chǎn)廠家為臥龍電氣南陽防爆集團(tuán)，型號為YAKS630-2W；配套軸承箱生產(chǎn)廠家為湖南崇德工業(yè)科技有限公司，型號為DQ18-180B；前后軸承箱各有3個聚酰亞胺浮動式迷宮油封(兩半環(huán)結(jié)構(gòu)、4溝槽、帶定位銷和彈簧槽)，其中240型油封1道，200型油封2道。機(jī)組布置形式為一開一備，其中P1001A采用加氫裂化裝置中用于驅(qū)動進(jìn)料泵的典型泵組布置：泵+電機(jī)+離合器+液力透平，用來回收熱高分油減壓時的壓力能，機(jī)組2020年4月投入運(yùn)行[1]。

1 運(yùn)行中出現(xiàn)的問題及處理

1.1 第一次油封漏油及處理

2020年10月，P1001A在運(yùn)行中透平端電機(jī)軸承箱油封漏油，電機(jī)底部排污口、電機(jī)主接線盒端面密封面有潤滑油滲出。同時，在電機(jī)正壓通風(fēng)啟動時，電機(jī)漏水開關(guān)處有明油吹出。廠家到場更換油封時，發(fā)現(xiàn)電機(jī)內(nèi)部隔板外側(cè)低點(diǎn)有大量存油，且電機(jī)冷卻風(fēng)扇、定子線圈表面有明顯油漬。由于電機(jī)采用“風(fēng)冷+水冷”的冷卻方式，結(jié)合電機(jī)結(jié)構(gòu)及滲油部位，可推測出泄漏的潤滑油部分通過電機(jī)主軸被冷卻風(fēng)扇吸入至電機(jī)內(nèi)部，進(jìn)而攜帶至機(jī)殼各密封面。另一部分則通過油封直接流入電機(jī)內(nèi)部外側(cè)隔板低點(diǎn)。廠家更換油封后，通過對機(jī)殼各密封面的觀察和電機(jī)低點(diǎn)排污檢查，發(fā)現(xiàn)漏油量略有減少。鑒于電機(jī)定子線圈及軸承溫度并未出現(xiàn)異常，電機(jī)采用定期低點(diǎn)排油的方式來監(jiān)控油封漏油情況。需要說明的是，電機(jī)運(yùn)行時排油時需要啟動電機(jī)正壓通風(fēng)，否則電機(jī)低點(diǎn)排污口會由于冷卻風(fēng)扇的吸力作用而無法排出低點(diǎn)存油。

1.2 第二次油封漏油及處理

1.2.1油封漏油問題

2021年8月中旬，P1001A透平端和泵端電機(jī)低點(diǎn)排污口排出的潤滑油明顯增多，緊急切換至B機(jī)運(yùn)行。在對A機(jī)油封進(jìn)行拆檢時發(fā)現(xiàn)，透平端軸承箱靠近電機(jī)最內(nèi)側(cè)油封(240型)和泵端軸承箱中間油封(200型)密封梳齒均磨損嚴(yán)重，且油封定位銷處有高分子聚合物材料受沖擊、拉伸等機(jī)械外力時出現(xiàn)的“應(yīng)力發(fā)白”現(xiàn)象。

通過查看軸承箱上蓋結(jié)構(gòu)，透平端壓痕產(chǎn)生的原因是由于油封定位銷和軸承箱上蓋處的定位銷開孔不同向，導(dǎo)致沒有定位銷開孔的上蓋溝槽與油封定位銷接觸，在軸承上蓋安裝并把緊螺栓后，定位銷被軸承上蓋強(qiáng)壓變形，進(jìn)而導(dǎo)致油封變形，圓度下降、磨損加劇。另外，泵端軸承箱上蓋為首次打開，原廠狀態(tài)下的中間油封定位銷安裝方向雖然正確，但定位銷依然被外力壓扁。

同時，拆檢時發(fā)現(xiàn)電機(jī)內(nèi)側(cè)油封沒有回油孔，且最外側(cè)電機(jī)油封回油孔朝向電機(jī)主軸正上方，這與常見的油封回油孔位于底部的安裝形式相悖。為進(jìn)一步驗(yàn)證問題，對泵端電機(jī)油封進(jìn)行了拆檢，發(fā)現(xiàn)泵端的電機(jī)最外側(cè)油封回油孔同樣朝向主軸正上方，但油封安裝方向均正確。為了降低漏油風(fēng)險，將電機(jī)泵端內(nèi)側(cè)油封也更換為帶回油孔設(shè)計的油封。

1.2.2電機(jī)軸瓦溫度偏高問題

油封更換電機(jī)連續(xù)運(yùn)行48 h后對電機(jī)低點(diǎn)排油檢查，并未發(fā)現(xiàn)有明顯存油，說明油封漏油問題得到解決。但開機(jī)后發(fā)現(xiàn)泵端電機(jī)軸瓦溫度較正常的65 ℃升至75 ℃，推測為新油封的徑向間隙較小，運(yùn)行時摩擦生熱較多，但機(jī)組連續(xù)7天后溫度依然維持在73 ℃，降低供油溫度也沒有大的改觀(此軸承箱供油壓力0.11 MPa，油溫40 ℃)，說明溫度升高可能是軸承箱自身問題導(dǎo)致。擇機(jī)拆檢油封后發(fā)現(xiàn)安裝油封時為了防止油封轉(zhuǎn)動，便于軸承蓋與油封定位銷對準(zhǔn)，在油封內(nèi)外圈涂抹了較多黃油，回油孔也被堵塞，清除多余黃油后軸承溫度降至66 ℃。

2 電機(jī)油封故障分析

第一次出現(xiàn)電機(jī)油封漏油時，廠家到廠處理，沒有注意到油封定位銷的朝向，導(dǎo)致定位銷被軸承上蓋強(qiáng)壓導(dǎo)致油封變形。但由于新油封軸向間隙較小，初期漏油量不多，隨著油封內(nèi)圈定位銷處溝槽逐漸磨損至與電機(jī)主軸充分貼合，漏油量逐漸穩(wěn)定。隨著電機(jī)運(yùn)行周期的延長，油封安裝時就存在變形和不均勻磨損問題，并未從根本上得到解決，直到磨損至一定程度后，油封漏油量明顯增加，不得不停機(jī)檢修。同時，原廠提供的電機(jī)內(nèi)側(cè)油封沒有回油孔，導(dǎo)致沿電機(jī)主軸軸向泄漏的潤滑油無法回流至軸承箱，進(jìn)一步降低了油封阻油能力，這也是為何泵端軸承箱的中間油封泄漏后，電機(jī)內(nèi)側(cè)油封并未起到較好阻油的原因之一。以上分析在第二次油封漏油的檢修中得到驗(yàn)證。

第二次油封漏油檢修時一并更換了泵端內(nèi)側(cè)油封，由于有了透平端的經(jīng)驗(yàn)，在油封安裝時涂抹了較多的黃油，起到固定油封的作用，防止回裝軸承上蓋時對準(zhǔn)調(diào)整的過程中誤碰定位銷，導(dǎo)致油封旋轉(zhuǎn)，定位銷錯位。但過多的黃油使油封溝槽及回油孔堵塞，在電機(jī)運(yùn)行時摩擦散熱不足，這部分熱量傳導(dǎo)至電機(jī)主軸，進(jìn)而造成了電機(jī)軸瓦溫度升高。在正確安裝新油封后，機(jī)組已連續(xù)運(yùn)行4個多月。

3 油封安裝及改進(jìn)建議

3.1 安裝建議

①浮動迷宮式油封安裝時應(yīng)注意油封的方向。其方向主要由軸承蓋上油封凹槽的定位銷開孔方向決定，方向安裝錯誤將導(dǎo)致油封被強(qiáng)壓變形，造成油封梳齒過早磨損漏油。②油封安裝時應(yīng)注意檢查油封的回油孔方向?；赜涂讘?yīng)朝向軸承箱的內(nèi)部，以便沿軸向泄漏的潤滑油可以通過油封溝槽回流至潤滑油箱。同時油封正確安裝時回油孔應(yīng)位于軸徑向正上方。③新采購油封應(yīng)檢查油封溝槽間是否有回油通道。④油封安裝時，為確保油封定位銷與軸承蓋對中準(zhǔn)確，可涂抹黃油起到輔助固定油封的作用。但黃油涂抹不宜過多，適量即可，避免油封散熱不良。⑤油封安裝時可在軸承蓋端面處的油封位置做標(biāo)記，以便安裝人員觀察油封是否由于對中時誤碰而發(fā)生旋轉(zhuǎn)錯位。

3.2 改進(jìn)建議

①適當(dāng)增大軸承蓋上的定位銷開孔寬度，以便減小油封與軸承蓋的對中安裝精度，降低安裝難度。軸承蓋定位銷開孔與油封定位銷配合間隙較小(1～2 mm)，且要保證3道油封同時對準(zhǔn)。其次，高壓大功率電機(jī)軸承上蓋一般較重，需兩人用撬杠抬起后才能調(diào)整安裝，進(jìn)一步增加了安裝難度。 ②軸承蓋定位銷開孔位置在不影響機(jī)械強(qiáng)度的情況下，開孔位置可改至便于觀察的位置。軸承蓋在下落至一定高度時，觀察人員便無法觀察。若將定位銷開孔由軸承蓋正上方改至軸承蓋端面的水平位置處，可保證軸承蓋在對中開始至完全就位時均可被安裝人員觀察。

4 結(jié)論

采用浮動迷宮式油封的高壓大功率電機(jī)的油封是否正確安裝對電機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要，尤其是油封方向直接決定了油封初始安裝狀態(tài)好壞。正確的安裝方法及改進(jìn)意見可大大降低重型電機(jī)油封與軸承蓋的對中難度。同時，帶回油孔的迷宮油封阻油效果相對較好。日常運(yùn)行中可通過電機(jī)低點(diǎn)定期排污檢查電機(jī)內(nèi)部存油量的方法判斷油封是否失效；其次，油封溝槽內(nèi)油泥、潤滑脂過多也會間接影響電機(jī)軸承溫度。