凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施

凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施（精选4篇）

篇1：凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施

凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施

乙烯装置压缩系统E-GT501透平是凝液泵(位号：E-GA501A)的驱动机，它负责将丙烯制冷压缩机透平(位号：E-GBT501)的凝结水及时排出，以保证机组的正常运行，1998年6月E-GT501透平蜗轮失效，虽经多次维修效果很不理想，新蜗轮的使用寿命很短，最长不超过20小时，导致透平不能正常工作，使另一台电机驱动的凝液泵(位号：E-GA501B)一直在没有备用泵的条件下单台运行，如果E-GA501B泵突然发生故障，必然会造成丙烯压缩机组停车，对整个乙烯装置的稳定生产造成极大的威胁。我们分析并找到了透平蜗轮失效的根本原因，通过改变了蜗轮材质，成功地解决了问题。

蜗轮首次失效原因分析

1998年6月蜗轮第一次失效后，我们在对透平的检查中发现：透平润滑油箱中含有较多的游离水。由于蜗轮蜗杆的传动靠齿面的啮合来实现，其摩擦表面必须建立极压润滑膜，它是润滑油中的极压剂与金属表面反应生成的润滑膜，它具有较高的强度，能承受蜗轮蜗杆啮合产生的载荷。润滑油带水会造成极压剂失活，使啮合表面无法形成润滑膜，导致蜗轮蜗杆表面直接接触，造成表面磨损。由于蜗轮材质为锡青铜(代号ZQSn10-1)，其许用接触应力为220MN/m2，而蜗杆材质为合金钢(钢号：35CrMo)，其许用接触应力为850MN/m2，蜗轮相对蜗杆较软，所以失效的形式表现为蜗轮轮齿磨损。

我们对润滑油系统进行了全面分析，最后确认：油系统的水来自透平汽封泄漏蒸汽形成的凝结水。由于透平的保温被密闭性非常好，漏出的部分蒸汽将不可避免地通过轴承油封进入润滑油系统。

针对由于润滑油带水导致蜗轮失效的问题，我们按照透平的随机操作手册要求，每月取样分析润滑油的含水量，定期从油箱底部排水，并制定了相关的管理制度。

经过以上的改进措施，E-GT501透平从2000年10月投用，正常运转已达2年以上，至今仍无损坏迹象，为装置的稳定运行提供了有力的保证，该透平每年能平衡中压蒸汽8000余吨，每年可节电15Kw×8000h=120000度，每度按0.6元计算，年可节约7.2万元电费，经济效益非常明显。

由于凝液泵透平蜗轮原设计轮齿接触强度无余量，导致其频繁失效，通过改变蜗轮材质，并按照要求制定了相关的管理制度，解决了问题。随着我国引进国外设备的增加，根据国情差别对原设计条件进行校核，在备件国产化过程中应该得到重视。凝液泵透平蜗轮失效问题的解决过程对此有一定的借鉴意义

篇2：凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施

摘要：分析了凝液泵透平蜗轮失效的原因，通过改变蜗轮材质，采用铍青铜代替原锡青铜，受到了良好的效果。

关键词：透平蜗轮 失效分析 改进

乙烯装置压缩系统E-GT501透平是凝液泵（位号：E-GA501A）的驱动机，它负责将丙烯制冷压缩机透平（位号：E-GBT501）的凝结水及时排出，以保证机组的正常运行，1998年6月E-GT501透平蜗轮失效，虽经多次维修效果很不理想，新蜗轮的使用寿命很短，最长不超过20小时，导致透平不能正常工作，使另一台电机驱动的凝液泵（位号：E-GA501B）一直在没有备用泵的条件下单台运行，如果E-GA501B泵突然发生故障，必然会造成丙烯压缩机组停车，对整个乙烯装置的稳定生产造成极大的威胁。我们分析并找到了透平蜗轮失效的根本原因，通过改变了蜗轮材质，成功地解决了问题。

原因分析

蜗轮首次失效原因分析

1998年6月蜗轮第一次失效后，我们在对透平的检查中发现：透平润滑油箱中含有较多的游离水。由于蜗轮蜗杆的传动靠齿面的啮合来实现，其摩擦表面必须建立极压润滑膜，它是润滑油中的极压剂与金属表面反应生成的润滑膜，它具有较高的强度，能承受蜗轮蜗杆啮合产生的载荷。润滑油带水会造成极压剂失活，使啮合表面无法形成润滑膜，导致蜗轮蜗杆表面直接接触，造成表面磨损。由于蜗轮材质为锡青铜（代号ZQSn10-1），其许用接触应力为220MN/m2，而蜗杆材质为合金钢（钢号：35CrMo），其许用接触应力为850MN/m2，蜗轮相对蜗杆较软，所以失效的形式表现为蜗轮轮齿磨损。

我们对润滑油系统进行了全面分析，最后确认：油系统的水来自透平汽封泄漏蒸汽形成的凝结水。由于透平的保温被密闭性非常好，漏出的部分蒸汽将不可避免地通过轴承油封进入润滑油系统。

针对由于润滑油带水导致蜗轮失效的问题，我们按照透平的随机操作手册要求，每月取样分析润滑油的含水量，定期从油箱底部排水，并制定了相关的管理制度。

经过以上的改进措施，E-GT501透平从2000年10月投用，正常运转已达2年以上，至今仍无损坏迹象，为装置的稳定运行提供了有力的保证，该透平每年能平衡中压蒸汽8000余吨，每年可节电15Kw×8000h=120000度，每度按0.6元计算，年可节约7.2万元电费，经济效益非常明显。

篇3：凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施

1 存在问题及原因分析

1.1 透平静叶调节系统稳定性差, 透平进入顶压控制运行工况时, 顶压随机波动大

新3#高炉TRT余压发电系统MPG14.8型高炉煤气透平膨胀机, 采用电液调速系统配合力驱动两级可调静叶调节, 该装置特点是左右伺服油缸必须保持同步, 且制造精度要求高。机组运行一段时间后, 出现静叶调节系统稳定性差, 透平进入顶压控制运行工况时, 高炉顶压波动大, 严重影响高炉正常生产。分析发现:

1) 静叶调节缸动作不灵活, 左右伺服油缸因负载不一样动作不同步, 且轴承磨损也造成调节缸行走平行度降低, 出现整个静叶调节系统频率特性低, 跟不上系统要求频率特性。

2) 左右伺服油缸活塞环采用的是铸铁环密封, 运行一段时间后因磨损, 活塞窜油量不一样, 影响伺服油缸动作同步性。

3) 伺服油缸油管的管路阻损不一致, 影响伺服油缸动作同步性。另外静叶开度位置传感器零位与静叶实际零位不符, 使透平静叶调节系统稳定性差。

1.2 伺服马达与调节缸连接板裂纹及连接螺栓松动

新3#高炉回压阀 (DN1000) 尺寸情况来看, 高炉需要均压或上料时所需均压用的回流煤气量较大, 导致静翼开、关变化幅度较大, 加之高炉减压阀内漏较大, 导致TRT静翼大幅度调节。透平机的调节缸连接板及连接螺栓在承受交变载荷时, 尽管应力的峰值在抗拉强度甚至在屈服强度以下, 但经过一定周期后仍会发生断裂 (见图一) , 这种断裂往往没有明显的先兆。

1.3 透平机静叶承缸及静叶根部磨损严重

新3#高炉MPG14.8型透平机静叶根部、静叶承缸磨损严重 (见图二) 是由于煤气粉尘含量超标不能及时发现造成, 虽采取定时人工取样, 但仍不能及时发现煤气粉尘含量超标而避免静叶、承缸的磨损。造成TRT静翼调节腔内煤气大量内泄漏, 当指令全关时, 静叶全关后要6秒后才能保住压力, 致使炉顶压力调节品质差, 造成炉顶压力波动较大, 甚至影响到高炉的正常生产。

1.4 透平机组密封系统泄漏严重

新3#高炉MPG14.8型透平机密封系统分为轴封系统和壳体密封系统, 轴封系统采用拉别令汽封 (J形齿密封) 加碳环密封, 机组密封系统采用静叶动密封加内缸 (静叶承缸) 静密封加活塞杆密封组成。

1) 壳体密封系统泄漏, 主要是静叶轴承和驱动活塞杆与外缸密封部位Y型轴用密封失效所致。高炉煤气通过静叶轴与静叶轴套之间的间隙进人承缸与调节缸之间的腔室, 之后进入静叶调节缸驱动活塞杆与外缸的密封部位, 粉尘沉积在静叶调节缸驱动滑道及活塞杆表面, 透平机在调节的过程中产生磨损泄漏煤气, 且影响静叶动作灵活性与高炉顶压调节精度。

2) 轴封系统泄漏, 主要是受密封齿数、空腔尺寸、透气效应、螺旋效应、流体特性等方面的影响较大, 且齿和碳环易磨损等缺陷造成煤气泄漏。

1.5 静翼未开时出现冲转转速高现象, 影响透平机一次启动成功率

1) 新3#高炉MPG14.8型透平机转子一阶临界转速1750rpm与发电机一阶临界转速1549rpm相隔太近, 形成轴系后, 在启机过程中易出现在临界点因轴振动过大 (达到停机值) 而停机, 在透平启动冲转时跃过临界转速困难。透平机静叶间隙在运行过程中出现变化 (检修对静叶处理后、冷机启动、热机启动) , 造成通过透平静叶控制透平启动成功率出现随机性。

2) 静叶磨损及调节机构缺陷造成泄漏量增大, 也会出现静翼未开时出现冲转转速高现象。

3) 电动蝶阀在运行过程中和开启过程中的开度不能有效控制, 并且控制精度低, 导致透平一次性成功率较低, 甚至出现在静叶全关情况下, 转速也有可能超过3240rpm (停机值) , 造成透平过转速联锁跳机导致启动不成功。

2 改进措施

1) 静叶调节缸因结构设计缺陷, 出现动作不灵活, 左右伺服油缸因负载不一样动作不同步, 加剧了调节缸的卡阻, 目前设备不动的情况下, 只有修改调节参数来弥补设备存在的不足。但其他同类产品已改为力偶驱动装置, 解决了力驱动带来的缺陷。

2) 更换静叶调节系统伺服马达油缸, 更换伺服马达与调节缸连接板, 重新加工定位销, 伺服马达、静叶调节缸与连接板位置, 调节缸与承缸的同轴度重新调整, 确保静叶全闭时叶片之间间隙≤0.8mm, 严格控制安装精度。对透平机静叶承缸及静叶根部磨损严重的部分采用激光仿形熔覆技术进行修复。

3) 对透平静叶支承轴承进行改进, 密封圈的密封压力为0.2Mpa左右, 密封压力相对较小, 选择增设“O”密封圈方案。

改进静叶驱动活塞杆与外缸连接处密封, 取消原轴封, 新增两道Y新密封 (见图三) 。

4) 轴封系统密封改为蜂窝式密封 (由蜂窝密封组和齿条密封组组成) +碳环密封+氮气密封, 选择的此组合的目的是延长轴封寿命, 节省备材费用, 简化维修、维护难度, 减轻维修人员劳动强度。

5) 控制新3#高炉回压阀、气密箱阀动作的开度, 以延缓对静翼调节的冲击。

6) 在透平机组进气侧煤气管道安装气动调节阀, 作为启动辅助控制用气动调速阀, 同时对现有自动化控制系统进行重新编程调试, 满足工艺技术要求。

3 结束语

通过对新3#高炉MPG14.8型透平机故障分析及采取改进措施, 改善了TRT的调节品质, 能够保证高炉的正常生产, 同时提高了发电量, 针对同类型机组的改造提供了方向与设计思路。

摘要：针对攀钢新3#高炉MPG14.8型TRT透平机在运行中出现的问题, 分析查找原因并对其采取改进措施, 确保高炉及TRT稳定运行, 同时提高了发电量。

关键词：TRT,故障分析,改进措施

参考文献

[1]张宝志等.TRT发电机组存在的问题及改进措施.冶金动力, 2003.

[2]钢铁企业燃气设计参考资料编写组.钢铁企业燃气设计参考资料 (煤气部分) .北京:冶金工业出版社, 1976.

[3]徐灏.机械设计手册.北京:新华书店北京发行所发行.

篇4：凝液泵透平蜗轮失效原因分析改进措施

针对高压锅炉注汽泵用机械密封的失效问题，探析其原因，制定具体的措施，延长机械密封的使用寿命，保证设备平稳、安全、高效运行。

【关键词】机械密封 失效形式 失效原因 改进措施

1.机械密封失效的表现形式

机械密封失效在运行中表现为振动、发热、磨损，最终以介质泄漏的形式出现。

1.1密封端面失效

操作人员启动泵前没有按照规程操作，泵机械密封端面无冷却液体或因断液、抽空，密封端面发生干摩擦；泵前过滤器滤网失效或滤网孔径太大，介质里的杂质微粒进入到密封端面间，使密封端面磨损，致使密封端面失效。

1.2弹簧失效

在水处理泵打盐液时，氯化钠结晶后堵塞在弹簧与弹簧座之间，盐对弹簧产生腐蚀作用，导致弹簧腐蚀、失效。

1.3辅助密封圈的失效

装配时有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲导致机械密封失效、泄漏。

机械密封轴套内部O型圈橡胶老化变质时，会使机械密封出现泄漏。

2.机械密封失效原因分析及改进措施

2.1机械密封振动原因分析及措施

2.1.1动静环端面粗糙。进货渠道不同，机械密封动静环端面粗糙度不达标，运转时出现振动、发热、磨损。因此要选用正规厂家的机械密封。

2.1.2动静环与密封腔的间隙太小，应增大密封腔内径或减小转动件外径，至少保证0.75mm的间隙。

2.1.3密封端面耐腐蚀和耐温性能不良时，应更改动静环材料，使其耐温，耐腐蚀。

2.2机械密封泄漏的原因分析及防范措施

2.2.1泵在停运时机械密封的泄漏

现场中，经常会遇到泵未启动机械密封就泄漏的情况，拆开后发现：

密封端面安装时被碰伤、损坏，密封端面清理不净，夹有颗粒状杂质，密封面没有完全贴合，压盖没有压紧，动静环V型密封圈方向装反，轴套漏，轴套密封圈装配时未被压紧等情况。装配时必须检查、清洗，严格按技术要求装配。

2.2.2周期性泄漏

现场多级离心泵打污水时会出现周期性泄漏的情况。

①泵长期使用后，泵转子组件轴向窜动量增大，有时机械密封端面不能很好贴合，出现泄漏时，应调整推力轴承，使轴的窜动量不大于0.25mm。

②周期性振动时，应找出转子组件振动原因予以消除。

③现场运行的污水泵的泵压随干线压力而波动，密封腔内压力随之变化，应及时协调保持干线压力平稳。

2.2.3经常性泄漏

2.2.3.1密封端面缺陷引起的经常性泄漏。

在现场使用中较为常见，拆检后发现有以下情况：

①机械密封压缩量太小。现场解体发现，机械密封套为普通45#钢材料，发生锈蚀，弹簧在机械密封套上卡阻，弹簧失效，造成机械密封端面不能正常压紧。用1Cr18Ni9Ti材料加工机械密封套，使用后，问题得以解决。

②密封端面严重磨损，补偿能力消失时，应更换动环和静环或更换机械密封。

③密封端面宽度太小，密封效果差时，应增大密封端面宽度和弹簧作用力。

④动、静环损伤或出现裂纹时，应更换有缺陷的动环和静环或更换机械密封，出现变形时，应更换有缺陷的或已损坏的密封环，与轴中心线垂直度偏差过大，动、静环密封端面相对平行度偏差过大时，应调整密封端面。

2.2.3.2由辅助密封圈引起的经常性泄漏。

密封圈的材料不对，耐磨、耐腐蚀、耐温、抗老化性能太差，以致过早发生变形、硬化、破裂等。轴套内部O型圈材质选用性能等级较高的Kalrez全氟橡胶，机械密封中面及静环辅助密封圈为聚四氟乙烯，改后半年未发生机封泄漏。

O型密封圈发生掉块、裂口、碰坏、卷边或扭曲变形时应注意清洗橡胶圈不要用汽油，装配密封圈时注意理顺。

2.2.3.3由于介质的问题引起经常性泄漏。

介质里含有悬浮性微粒或结晶，污水泵运行时，水中破损的树脂颗粒对密封端面高速磨损，因此，开泵前要先打开放空阀门、盘泵、开泵；在污水池中增加细密的过滤网，过滤机械杂质。

结语

机械密封本身是一种要求较高的精密部件， 对使用、装配质量都有很高的要求；价格贵、易损坏，使用不当就造成失效，导致漏失，影响生产。在工作中应了解机械密封的特性，找到造成机械密封失效的原因，针对不同的情况采取相应的措施，注重平稳安装；严禁电机反转，定期检查和清洗过滤器的过滤网，避免机械杂质进泵；教育员工严格执行设备操作规程。从而延长机械密封使用寿命，保证注汽设备平稳运行。

参考文献：

[1]武占.油田注汽锅炉.上海交通大学出版社.2008.8第一版.

[2]顾永泉.机械密封实用技术[M].机械工业出版社. 2001.8.

[3]平敏.化工泵用机械密封[J] .河北化工 .2005.2.

[4]王永超.浅析冷却回流泵机械密封泄漏原因及对策.四川人民出版社. 1982.

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