海洋平台热介质泵振动原因分析及消除方法

摘要：热介质循环泵是海洋石油领域重要的生产设备之一，其在运行中的振动指标不仅会对泵体自身运行状态产生影响，同时也会对整体海洋平台生产效率产生极大影响，因此，针对热介质循环泵振动原因与消除方法的研究有着重要意义。本文首先对热介质循环泵振动的原因进行了简要分析，并结合作者自身实践经验具体陈述了故障排除方法。

关键词：热介质循环泵；轴承；振动；故障

1.引言

海洋平台中热介质循环泵是热介质加热系统的重要组成之一。热介质循环泵的作用，是将经热介质锅炉加热的热介质（通常为导热油），建立起热油系统的循环，使被加热的高温导热油在用户换热设备中与用热工质进行换热，从而将热介质锅炉产生的热量，间接传给用热工质，实现加热的目的。换热后的导热油再经热介质循环泵返回到加热炉进行再加热，如此循环往复，实现对用热工质连续加热。因此，热介质循环泵在高温、高速的环境下，其稳定的工况就尤为重要，鉴于泵运行中的振动指标会对泵的可靠性、安全性产生极大影响，因此，势必要对热介质循环泵振动产生的原因进行进一步分析与整理，并通过一系列技术措施来彻底消除热介质循环泵的振动故障，这样才能在最大程度上满足海洋平台系统生产的需要。

2.热介质循环泵振动种类、原因分析及控制解决措施

2.1电动机过热导致泵体振动

2.1.1导致电机过热的原因主要有如下几类：

（1）电动机在运行过程中由于负荷过大而导致机体过热，电流超出额定值会导致电动机发生超载过热故障，电流也会产生极大的热量。

（2）电动机运行中由于受到电源侧电压偏高或偏低等因素影响，导致电动机在运行中发生过热故障。

（3）通风不好，由于机体本身通风不畅导致机体过热。

（4）电机启停频繁，每次启停都会有较大电流，发烫。

（5）电机与泵传动不通，电机与泵之间的轴承有问题，导致传动不畅，可能是缺少油的缘故。

2.1.2电机过热故障的排除

（1）对散热系统逐步检查，可以通过增加临时通风措施来畅通电机。对通风环境进行检查也可以对房间强制冷却。

（2）若电压偏高或异常，要立即联系电气专业人员检查运行中的电压，并和额定电压及输出功率进行对比。

（3）不可以对大型热介质锅炉频繁启停，理论上讲不得超过2次，除非发生特殊事故，否则只能启动一次。

（4）检查热介质泵的传动系统中液体耦合器是否正常，轴承是否缺油，也可由声音、温度判断轴承的好坏，根据实际情况，按照说明书进行油的更换。

（5）若技术人员发现锅炉热介质泵电动机发生异常振动时，首先需要对电动机轴承进行检查，测量振动是否超过标准，以及其运行状态是否满足相关要求，这样便可以进一步确定电机振动是否由泵体振动故障而引发。

2.2 热介质循环泵机械密封泄露造成振动

2.2.1 机械封闭式泄漏是热介质泵运行中最为常见的振动故障之一。对于此项维修总量达到百分之五十以上，一般来讲少量的泄露是正常的。若泄露较大量则需更换。发生泄露的主要原因有以下几方面：

（1）热介质泵机械密封存在一些故障或质量问题，其主要体现在热介质泵机械密封性不良，接触面较宽或较窄等都会导致其出现振动故障，弹簧载荷系数过大或过小也会导致其产生振动故障，端面比压设计不合理也会导致其在运行中产生振动故障。

（2）热介质泵安装施工存在极大质量问题，例如，安装方式不正确，或安装环境平整不到位、对中不良等问题。

（3）辅助系统有问题。辅助系统故障主要体现在机封冷却液流量无法满足设备运行需求，机盖存在堵塞故障，以及冷却管结垢等故障都会导致其产生振动故障。

（4）热介质锅炉系统设计问题。锅炉系统对泵的选型及工况不匹配，造成泵流量极其不稳定，时高时低，从而导致泵转子周期性振动。

（5）基于上述多种振动故障产生原因提出以下解决及预防对策：

①首先要对锅炉热介质泵机械密封工作面，以及O型圈外表清洁度及完整性进行仔细检查，如发现其存在上述问题则要立即进行更换。

②锅炉热介质泵机械封闭工作中，要重点检查封隔器是否遵循相关标准要求，并要对其工作环境的干燥性、清洁性进行检查，当安装轴套等封闭部位时，要确保周围环境清洁，严禁杂质与灰尘带入。注意一些技巧，比如在轴与套上相接触部位，匀涂一层清洁的油，减少阻力摩擦过大。热介质泵安装过程中不能进行敲击等违规操作，避免其发生质量问题。热介质泵启动前必须要按照相关标准进行排气操作，启动后要打开阀门确定其是否充满液体，并要对手动盘车的运行状况进行检查。

③锅炉热介质泵运行中要对冷却压力进行仔细检查，确定温度水质是否存在异常情况。

④锅炉热介质泵机封安装前必须要对其轴承径向跳动进行检查，以小于0.1mm为主要标准，并要根据其实际运行状态对机封弹簧进行调解。

2.3运行中的热介质循环泵轴承箱体温度升高伴有异常导致振动

运行中的热介质循环泵轴承箱体温度升高常导致噪音，振动增大。造成温度过高的主因一般是油缺缺失、变质，或冷却液不足。并确定轴承装配或使用中是否存在任何质量问题。技术人员要进一步检查冷油器中油是否存在质量问题，并要检查轴承在运行中是否存在漏油故障。

2.4 热介质循环泵运行中的流量不足或压力过低导致振动

若热介质泵运行中的流量明显小于限定的最小流量，将会出现泵体过热，浊汽，汽化等一系列现象，从而导致泵体振动加大，因此运行中流量必须大于最小设计流量。热介质循环泵运行中的流量不足或压力过低的主要原因一般为：锅炉热介质泵进口或出口存在管路堵塞泄漏故障，或存在口环、导叶磨损以及叶轮损坏等一系列机械损坏故障。这就需要技术人员要检查其运行状态、声音、颤振以及温度是否存在异常，并要对进出口流量、管路、逆位阀以及转子进行检查。

3.热介质循环泵启动及停止操作注意事项

3.1启动前检查

热介质泵启动前要核对油型号是否满足其使用标准要求，并要对其吸能和加注数量进行进一步检查，并要对泵轴承系统状态进行检查，确定其冷却系统、密封加工系统以及管路不存在任何故障。

3.2 管路充液

热介质泵启动前必须要确保其管内有足够的热介质，如果其热介质流量不足则会导致热介质泵吸入口呈真空状态，从而导致振动。

3.3 暖泵

热介质泵在秋冬季节或输入高温液体前必须进行暖泵处理，一般预热到一百到二百摄氏度，如果不进行暖泵处理，就会在泵内形成高低温热介质分层，从而造成泵体变形，导致泵发生故障，造成振动甚至事故发生。

3.4 启动顺序

技术人员要确定热介质泵电动机的旋转方向是否正确，在关闭出口管路闸阀后，向热介质泵内部进行灌注热介质油处理，在电源接通后才能将出口管路上的闸阀重新打开。

3.5停泵注意事项

所有泵阀打开后确保其可以满足出口阀开度，其运行状态是否良好。热介质泵压力表关闭后才能关闭出口阀，操作人员要点击热介质泵停止按钮来关闭电动机，在确认热介质泵没有发生反转故障后，则关闭锅炉热介质输送吸入阀，并按照相应顺序来完成冷却阀及机械密封冲洗水等工序。

4.其他常见问题解决方案

锅炉热介质泵运行中要确定其管道工艺流程的合理性，进油泵阀多级泵阀水压头较高，则可以确保锅炉热介质系统压力具有良好的稳定性，该种情况下，可以通过在热介质管道上安装旁路回流管以及手动调节阀，调节多余热介质流回管内等措施来满足其相应要求。

热介质泵需要配合热介质锅炉在一定维护保养周期内做好清洁、维护处理。该项工作需要有专业技术人员进行操作，并结合热介质锅炉的操作维护使用说明。比如在清除热介质泵污油垢过程中，如果锅炉内存在渣，则要在锅炉冷却后才能使用专业工具进行清除，如果污油垢过于坚硬则要采用高压水流，喷射清洁的方式进行清除。技术人员也可以采用化学除垢法对热介质泵污油垢进行处理，一般会选用浓度合理的强力除垢清洗剂来进行操作，水垢清除后要将废液彻底放出，并要采用清水对其进行冲洗，再加入百分之三左右的中和剂进行浸泡，时间控制在半个小时左右后便可以进行新一轮清水清洗。

5.结语

总而言之，热介质泵的作用尤为重要，导致振动故障也是多方面的，所以热介质泵在选型、安装、启动、停止操作、维保过程中必须遵照相关规范要求，尽可能的将振动降到最小，以确保泵的最佳工况。同时，需要我们在实际工作中不断积累经验，判断泵振动的根源所在，并加以分析制定对策，从而确保生产系统的可靠运行。

参考文献：

[1]张建茹.水泵振动原因分析与减振方法研究[D]大连理工大学，2013（03）

[2]张人会，程效锐，杨军虎编著特殊泵的理论及设计.中国水利水电出版社， 2013（01）

[3]泵类设备维修问答.中国机械工程学会设备与维修工程分会.机械工业出版社，2007（01）

作者简介：

朱开斌（1981.2―），男，本科，海洋石油工程（青岛）有限公司，机械工程师，主要从事海洋平台机管电仪的质量检验及管理工作。

徐津伟（1980.2―）男，本科，海洋石油工程（青岛）有限公司，助理工程师，主要从事机管电仪的质检工作。

王延哲（1985.12―）男，大专，海洋石油工程（青岛）有限公司；助理工程师，主要从事机管电仪的质检工作。