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单螺杆泵输油常见故障处理与维护
来自:上海昊宣泵业制造有限公司   发布时间:2019/5/14

1 螺杆泵的工作原理

单螺杆泵是一种内啮合偏心回转的容积泵, 泵利用传动部件相互啮合空间的容积变化不断输送介质。一根单头螺旋的转子和通常用弹性材料制造的内表面呈双线螺旋面的定子, 当转子在定子型腔内绕定子的轴线做行星回转时, 转子就与定子之间形成了密闭腔室, 螺杆每转动一周, 密闭腔室内的液体就向前推进一个螺距, 随着螺杆的连续转动, 液体就从一个密封腔室压向另一个密封腔室, 最后挤出泵体 (图1) 。螺杆泵具有输送介质流量恒定、压力平稳、噪声小及结构简单的优点[1]

2 常见故障及排除方法

图1 工作原理

图1 工作原理   


虽然螺杆泵结构简单、工作平稳可靠、使用维修相对往复泵较为方便, 但是出现故障时因体积较大, 维修成本也相对较高, 也会影响泵工作运行效率。以NM105BY型螺杆泵为例, 给出常见故障和排除方法。

2.1 泵无法启动

这类问题的出现首先检查供电系统电源电压是否正常, 如果供电线路无异常, 再盘泵检查转子与定子之间是否因材料配合过紧, 定子安装是否合格 (间隙配合问题通常在新更换定子和转子时出现) , 转子与定子配合过紧可以采用工具人力帮助启动。最后考虑输送原油黏度是否过大、油温是否过低, 自动保护装置动作, 导致泵无法开启。

2.2 泵不出液

泵经过检查虽然可正常运转, 但是泵出口无原油排出, 首先检查万向节部位是否有轻微异响, 考虑万向节是否存在脱开、断裂, 导致泵不出液;其次检查泵进口阀门是否堵塞, 如果无来液无自动保护装置的情况下, 泵干磨运转会直接造成泵的损坏;在排除万向节和阀门问题后, 应检查输送介质是否因温度过低凝固导致输送管线冻堵, 遇到这种情况, 应观察泵出口压力是否持续升高, 如果泵压力持续升高并接近泵的最大工作压力, 要立即停泵、检查出口输油管线, 防止压力持续升高, 泵倒转损坏泵体。

2.3 流量达不到额定排量

螺杆泵输油排量取决于转速和泵压力, 泵运转正常的情况下不能达到设定流量, 首先应检查变频装置是否损坏, 如果变频器正常则应考虑转子与定子磨损严重, 高速运转时转子与定子闭合差导致间隙过大, 泵内漏失导致排液较差等。如果以上均无异常, 应检查管阻情况, 是否因管内结垢严重导致排量不够。管阻导致的排量异常通常表现在输油排量较小时压力呈逐日缓慢增加状态, 难于及时发现, 应在日常工作中观察记录。

2.4 工作时达不到正常工作压力

这种情况通常表现为泵运转正常、进出口管线正常, 输油的原油储罐液面下降, 原油降黏时排量正常, 但工作压力始终达不到正常工作压力。这种情况应该考虑定子磨损, 在原油黏度较低时, 因为漏失量替补较快, 排液量存在达不到正常工作压力时的排量, 在输送高黏度原油时, 压力无法达到正常工作压力, 储罐液面不下降漏失情况较为直观, 这时就要对泵进行检修, 判定转子与定子磨损情况, 并根据情况更换定子和转子 (图2) 。

图2 转子漏失

图2 转子漏失   


2.5 流量压力急剧下降

首先检查管线进出口是否有漏气现象, 进出管吸入空气或者介质中混有大量气体会导致泵流量压力下降, 其次检查管道是否有堵塞或泄漏, 最后检查定子是否损坏 (图3) 。

2.6 泵运行时振动

泵运行时突然振动超标, 应立即停泵, 检查泵体各部件。在确认各部件及管道进出口完好的情况下, 人工转动泵, 检查有无卡涩现象, 如果有卡涩则应对转子进行检查。如果盘泵时泵筒内有异物响声必须拆卸泵体检查。如果无卡涩, 应确认输送介质黏度, 降低泵转速进行试运行。

图3 定子磨损

图3 定子磨损   


2.7 泵运行时有异响

泵运行过程中突然出现异响, 在检查泵体无异常后, 确认机封是否存在渗漏情况, 机械密封损坏的部位可能损坏定子, 并产生异响 (图4) 。如果机封与泵筒无异常, 应检查减速机、联轴器、减震圈等是否完好, 减速机与电机联轴器松动也可能造成异响, 并对减速机齿轮造成伤害。

图4 机封失效

图4 机封失效   


3 单螺杆泵输油的维护方法

(1) 为减少磨损, 避免定子与转子之间的间隙过大造成输送介质漏失, 首先要对输送原油中的异物进行清理, 避免杂质在定子和转子的闭合面内磨卡。如原油内异物体积大、数量多, 则会在连续工作过程中造成损伤, 长期运转会对泵造成物料伤害, 因此可以在泵进口处加装滤网过滤介质中的杂质。滤网的密度要根据原油特性选择, 黏度较大时可适当加大滤砂孔, 因原油黏度大可吸附在异物表层, 滤网孔眼即使加大也可起到清除作用, 但是过滤黏度大、流动性差的原油, 则必须根据介质输送温度情况, 选择合适的滤网孔眼, 并定期对滤网进行清理, 才能保证进液的稳定性。

(2) 根据输送原油的化学性质, 选择合适的定子材料, 减少介质对定子的化学腐蚀, 延长定子使用寿命。因为输送过程中原油的腐蚀性会加快定子的磨损、老化速度, 降低定子的使用寿命, 应根据原油特性对定子橡胶材质进行选择。

(3) 根据泵运行温度, 控制输送原油温度在合理的范围内, 减少因温度变化产生热胀冷缩对定子与转子间隙的影响。油温较高时流动性较好, 泵工作压力较为平稳, 对定子和转子的影响较小, 但是如果油温较低, 原油流动性差则加大泵的运行负荷。外界气温较高时, 工作间隙较小供液良好, 但外界气温低特别是冬季运行中则会造成漏失量大, 排液不足的情况。因此, 保证原油始终维持在恒定的输送温度, 减少温度对定子与转子间隙的影响, 可以延长定子与转子的使用寿命。

(4) 应保证泵进口供液充足, 杜绝泵空转, 避免定子与转子干磨导致定子过早损坏。在停泵时也需打开循坏降低频率后操作, 防止泵倒转损坏机封发生渗漏。泵停用时也要保证泵内充满液体, 并做到定期盘泵, 防止定子与转子粘连损坏。

(5) 在日常的巡检中发现减速机润滑油位低于规定液面, 必需遵守三级过滤及时加注机油, 防止减速机损坏。同时减振片磨损严重时应及时更换, 避免减振片造成的联轴器不对中导致减速机受到影响, 导致泵运行异常。

(6) 可以安装变频器等调速设施, 根据螺杆泵特性曲线, 合理地调整泵运行转速, 在满足泵排量的工况下, 降低泵转速, 特别是在输送含有杂质的介质时, 可以有效地延长泵使用寿命[2]

4 结论

单螺杆泵在原油输送工作中连续、平稳、无脉动的优点可以提高输送效率, 但是故障出现时其维修成本较高, 只有对运转故障初期进行分析判断并提早排除, 并采用科学的维护保养方法, 做到保养到位, 才能有效减少泵的故障率, 提高泵的使用寿命。

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