双螺杆泵在运行中会出现润滑油发黑、机封泄漏量大等常见故障。通过统计塔库首站2010年双螺杆泵维修情况,由图3可知,机封及油封失效的比例高达61.94%,现以机封失效为重点分析故障原因。
一、W7T.3系列双螺杆泵使用的机械密封材料为:动环碳化硅,其表面镀以0.5mm硬质合金,静环为石墨与浸渍呋喃树脂;O型圈材料为氟橡胶。塔库首站现在接收的是高含硫原油,在高温强碱脱硫剂的物理特性诱导下,导致机械密封和O型圈的腐蚀加剧,致使密封失效。
二、摩擦副的耐磨性、摩擦系数、断面比压满足不了工况,动环与静环间密封端面存在磨损过快,缩短机械密封的使用寿命。
三、动环的辅助密封圈安装时过盈值太大,密封圈和轴的摩擦力增大,使两环密封作用力下降,以致泄露。
四、弹簧预紧力过大,两环密封面温度较高,引起结焦或者弹簧密封圈密封失效,使弹簧接触到油品,引起弹簧失效,导致机械密封的失效。
在实际应用中,通过掌握机封在不同物性原油中的腐蚀机理,合理的选用机封结构及材质,以达到减缓机封失效的速率,延长机封的使用寿命,提高双螺杆泵的利用率。
影响排量的因素 塔库首站双螺杆泵运行至今已达7年之久,随着使用时间的延长,双螺杆出现单泵排量下降的趋势,经过分析,总结出如下几点原因:
电机变频的影响 塔库首站现共有变频泵4台,根据生产任务的需求,会对变频泵作出合理的频率调节。理想状态下,双螺杆泵排量与电机转速成正比,在变频的情况下,单泵排量也随之降低。
介质粘度的影响 双螺杆泵在实际运行中,其内部存在泄漏。由于转子和转子之间、转子和定子之间是有一定的间隙,对于同一规格的泵,其间隙值是一定的。在进出口压差相同的情况下,介质粘度越大,从高压腔回流到低压腔的介质量越少,粘度越小回流越多。随着介质粘度的降低,双螺杆泵排量也会相应地降低。为了保障外输量,在实际生产中合理地控制重质原油外输温度是一个很重要的措施。图4所示为HPW7T.3-38型双螺杆泵流量曲线图。
进出口压差的影响 在实际生产运行中,为了优化热油管道运行,根据生产任务作出合理的输油泵组合联运,达到降低能耗的目的。在保证管线承压的情况下,双螺杆泵并联运行数越多,泵进出口压差越大,泵体内部回流量也随之增大,即单泵的排量随之减小。
除了以上电机转速、介质粘度、进出口压差对双螺杆泵的排量有较大影响外,装配精度、过流部件的磨损等也会对双螺杆的排量造成影响。
由于双螺杆泵本身是一种工况条件要求较高的精密设备,任何一个零部件的损坏可能引起其它零部件非正常工作,从而导致输油泵故障。为了使机泵能更好地运转,生产更加地顺畅平稳,建议从以下三方面加以改进,以提高双螺杆泵的完好率及利用率。
一是向厂家提供双螺杆泵的运行信息(如运行压力、温度、原油物性),共同探讨并研发适合运行工况下关键部位的泵配选材。
二是不断加强机泵维修人员的职业技能水平,提高泵修质量,同时要配备完善机泵维修精度检测工具,规范维修人员的泵修过程,使之精确装配。
三是强化岗位工人对输油泵操作的掌握,同时加强岗位工人对机泵维修及日常保养专业知识的培训,提高故障预判断的能力,从而降低维修频率,达到设备的最优状态保障生产运行,最终保证各项生产指标的完成。