【摘 要】中海石油化学股份有限公司 800 kt /a 甲醇装置于 2010 年 10 月投产，投产 9 a 以来循环水系统循环水泵 B 先后出现止推侧轴承座位移、止推侧轴承座 M30 紧固螺栓断裂、联轴器螺栓断裂、联轴器膜片破裂等问题，长期只能作为紧急备用泵。经排查，认为循环水泵 B 与电机对中超过设计标准是造成其振动大的根本原因，电机磁力线位置指示偏差是止推侧轴承座轴向移动的诱因。采取相应的处理措施后，消除了循环水泵 B 不能长周期运行而造成的设备备用隐患，并总结了循环水泵 B 不能平稳运行的人为原因。
设备简况
中海石油化学股份有限公司 800 kt /a 甲醇装置循环水系统有 3 台循环水泵，1 台由汽轮机驱动 ( 循环水泵 C) ，2 台由电机驱动 ( 循环水泵A/B) ; 正常运行期间，1 台汽轮机驱动和 1 台电机驱动的循环水泵运行，1 台电机驱动的循环水泵作为备用泵。循环水泵与电机采用膜片联轴器连接，联轴器中间短节与膜片长度 255 mm。
电机主要性能参数: 型号 YKK710 10WT11;额定电压6 000 V，额定电流323. 6 A，额定功率
1 150 kW，转速 595 r/min; 质量 13 000 kg。循环水泵性能参数: 型号 RDL900-1050AL;
流量 10 800 ( 最大) /9 080 ( 正常) m3 /h，扬程 53 m，轴功率 1 663. 5 kW，转速 590 r/min，壳 体 材 质 QT4001-8， 叶 轮 ( 1 个 ) 材 质ZG07Cr19Ni19，轴 套 材 质 1Cr17Ni12，轴 材 质2Cr13，耐磨环材质 2Cr13; 采用填料密封、滚动轴承、金属叠片挠性联轴器; 润滑形式为脂润滑。
2 循环水泵 B 故障现象
800 kt /a 甲醇装置于 2010 年 10 月投产，装置投产 9 a 以来，循环水泵 B 自安装后开始运行其两端轴承座水平、径向和轴向振值一直在 6 ～8 mm /s ( 正常水平应在 4. 5 mm /s 以下) ，最高达到 11 mm /s，导致循环水泵 B 停泵，不能保证正常、长周期运行。而循环水泵 A ( 电机驱动)与循环水泵 C ( 汽轮机驱动) 运行中振值一直很平稳，均在3. 5 ～ 4. 2 mm /s 之间，未出现轴承座振动大的现象，处于长周期、稳定运行状态。
2011 年循环水泵 B 第一次出现止推侧轴承座 ( 非驱动侧) 向外移动，检查止推轴承并未
发现止推轴承损坏，更换止推轴承后，两端轴承座在水平、垂直和轴向方向的振值没有降低，循环水泵 B 作为备泵。
2012 年平时作为备用的循环水泵 B 运行中再次出现止推侧轴承座 ( 非驱动侧) 向外移动，
对循环水泵 B 和电机进行对中检查，发现泵与电机存在 1. 5 mm 的中心高度差，电机中心高，且电机底座只有 0. 2 mm 的调整垫片，不能够满足泵与电机的对中要求; 检查循环水泵 B 的安装环境发现，循环水泵 B 的进、出口管道直径达 1 000 mm，且进口管道埋在进口水槽、出口管道埋在地下，循环水泵 B 质量达 13 000 kg，现场不具备在其底座下增加垫片的条件，于是决定在循环水泵 B 的两端轴承座下增加调整垫片，以消除设备对中偏差的问题。对叶轮与耐磨环的安装间隙进行测量，间隙为 1. 5 mm，为避免运行中叶轮与耐磨环摩擦，决定在两端轴承座下同时增加 0. 5 mm 厚的调整垫片，减小循环水泵 B与电机的对中偏差。增加调整垫片后，循环水泵B 投运，其振值有所下降，但仍未达标，再次将其作为紧急备用泵。
2015 年，循环水泵 B 投运后再次出现止推侧轴承座向外移动，检查更换轴承后，作为紧急
备用泵。
2018 年 5 月循环水泵 B 大修更换转子组件后，在 2018 年 7 月的运行中，出现止推侧轴承
座 M30 紧固螺栓断裂、底螺纹滑扣事故。对滑扣的底螺纹进行加深处理，并更换为高强度的螺栓———螺栓等级由 8. 8 级提高到 10. 9 级。
2019 年 4 月甲醇装置停车检修后重启，循环水泵 B 运行 2 d 后，发生联轴器螺栓断裂事
故。决定对电机底座进行彻底处理，采用在线修复技术对电机底座上的 4 个支撑平面进行精加工光刀处理，减小循环水泵 B 与电机的对中偏差。
2019 年 8 月循环水泵 B 运行中发生联轴器膜片破裂、止推侧轴承座螺栓断裂事故，导致循
环水泵 B 停泵。检查发现，联轴器中间距离相较于 2019 年 4 月安装尺寸增大，径向对中情况变化不大; 检查电机磁力线，发现电机磁力线位置指示出现偏差，导致联轴器安装尺寸错误。
3 原因排查
3. 1 汽蚀造成振动大而致止推侧轴承座位移
循环水泵 B 的安装高度与循环水入口集水槽有一定的位差，若泵在启动时或运行中有汽蚀现象产生，会造成叶轮材料被汽蚀侵蚀，转子动平衡遭到破坏，轴承座振动大，进而导致止推侧轴承座位移。但循环水泵 B 大修中未发现其叶轮有明显的汽蚀迹象，故排除此项因素。
3. 2
轴上零件松动致轴承振动大
若转子轴上安装的叶轮、锁母、轴套出现松动，会造成轴承振动大。但循环水泵 B 大修中未发现轴上零部件有松动，故排除此项因素。
3. 3
泵轴弯曲变形致轴承振动大
若泵轴弯曲变形，会破坏转子的动平衡，转子出现动不平衡，进而造成轴承振动大。在循环
水泵 B 的检修过程中，对泵轴各部位进行跳动检查，符合国家标准及泵厂技术要求，故排除此项因素。
3. 4
叶轮设计缺陷致轴承座轴向移动
循环水泵 B 的叶轮设计为双吸式，不会产生轴向力，故可排除因叶轮设计问题而造成轴承
座轴向移动的可能。
3. 5
轴承座紧固螺栓松动及断裂致振动大
2018 年 7 月循环水泵 B 止推侧轴承座发生位移，轴承座压盖晃动，一侧紧固螺栓断裂。检
查止推轴承，没有发现轴承损坏和锁母松动; 检查螺栓底螺纹，发现底螺纹滑扣，由此会降低轴承座的紧固力，引起轴承座振动。当时对底螺纹进行加深处理并将螺栓强度等级由 8. 8 级提高至10. 9 级后，循环水泵 B 运行中振值没有变化，故排除此项因素。
3. 6 泵与电机对中偏差致振动大
检修过程中，对循环水泵 B 和电机进行对中检查，发现其对中存在严重偏差，泵中心低于电机中心，其中心偏差达到 1. 5 mm，大大超过设计要求的径向偏差在 ± 0. 05 mm 的标准。泵与电机对中超过设计标准，会引起转子振幅增大，导致轴承振动增大，这应该是造成循环水泵 B轴承座振动大的根本原因。
3. 7
电机磁力线位置指示偏差致轴承座轴向移动
电机在运行中，磁力线的位置决定了运行中的联轴器位置，而联轴器的安装是电机静止时实
现的，如果磁力线发生变化，会产生轴向力，轴向力会改变联轴器的安装距离，联轴器安装距离的变化会致轴向力传递到循环水泵 B，引起转子轴产生位置变化。
2019 年 8 月循环水泵 B 联轴器膜片破裂后，在电机单体试车时，用电机自带的指针在电机轴上作一个记号，电机停运后观察电机的指针停止位置，发现运行和静止时存在指示偏差，偏差达到 2. 5 mm，且偏差方向与止推轴承座产生位移的方向一致。可见，电机运行和静止时的磁力线指示偏差使安装后的联轴器膜片受压，受压的轴向力传递到轴承，致使循环水泵 B 止推侧轴承座产生位移，最终导致止推侧轴承座螺栓断裂。
4 处理措施
4. 1 泵与电机对中偏差的处理
4. 1. 1 措施一
2010 年循环水泵 B 在安装过程中，泵和电机底座分为两个不同的基础，泵安装配管完成后，电机中心高度高于泵的中心高度，中心高度偏差达到 1. 5mm，安装人员没有对电机底座进行调整，而是强行连接，造成循环水泵 B 原始开车振值超标。由于泵的进出口管道直径大，泵重量大，检修中不能实现泵的中心高度调整，经测量叶轮与口环间隙为 1. 5 mm，为保证叶轮与口环不发生摩擦，当时只有通过在两端轴承座下最大增加 0. 5 mm厚调整垫片的方式减少泵与电机的对中偏差。循环水泵 B 两端轴承座下增加调整垫片后，其径向振动有小幅下降，但仍未满足循环水泵 B 正常运行的要求，没有达到解决循环水泵 B 振动大问题的目的。
4. 1. 2 措施二
2019 年 4 月循环水泵 B 发生联轴器螺栓断裂后，利用专业检修公司在现场大修的机会，决
定对电机底座进行彻底处理: 对电机的 4 个地脚座进行光刀处理，使其底座高度降低 2. 5 mm;同时，取出循环水泵 B 两端轴承座下 0. 5 mm 厚的调整垫片，电机与泵重新进行对中，对中精度控制在径向偏差 ± 0. 05 mm、轴向偏差 0. 10 mm范围内，确保联轴器中间距离同联轴器中间短节与膜片长度 255 mm 一致。启泵后，循环水泵 B的径向和水平振值降至 4. 5 mm /s 以下，轴向振值还是在 6 mm /s 以上。简言之，此次处理解决了循环水泵 B 径向和水平振动大的问题，但轴向振动大的问题还是没有解决，原因有待查明。
4. 2
电机磁力线指示偏差的处理
对电机轴承结构进行分析，电机轴承为组合式径向止推滑动轴承，转子的轴向位移达到 10
mm，能够随着磁力线产生轴向位移。由于电机运行状态下的磁力线与静止状态时的磁力线指示有 2. 5 mm 的偏差，于是按照电机运行时磁力线的实际位置，将电机向远离泵的方向移动 2. 5mm，之后重新对中找正联接，保证联轴器中间距离控制在 ( 255 ± 0. 5) mm 以内。2019 年 8 月循环水泵 B 检修后重启，其径向、水平、轴向振值全部降至 3. 2 ～ 3. 5 mm /s，达到有关标准要求，一直稳定运行至今。
5 结束语
综上所述，循环水泵 B 不能平稳运行的人为原因主要在于: ① 安装施工单位人员的技术水平欠佳，施工工期不够，监理单位的监督不到位，设备验收过程不完善，导致设备交付生产单
位时就存在问题; ② 日常运行维护班组和参与循环水泵检修的人员没有交流，每一次故障出现都只是针对当时的状况进行处理，未深入探究运行状态与故障的关系，导致处理完一种故障后其他故障现象又开始出现。
历经多次检修，循环水泵 B 振动大的问题最终得到彻底解决，消除了甲醇装置循环水系统
循环水泵不能长周期运行而造成的设备备用隐患。今后设备出现问题时，应加强各专业人员的协作，从多方面去查找与分析症结所在，并综合、全面地考虑解决问题的方法，不能 “头痛医头、脚痛医脚”，如此，才能快速、彻底地解决问题，保证系统的安、稳、长、满、优运行。