李杰
（呼伦贝尔金新化工有限公司，内蒙古 呼伦贝尔021506）
［摘 要］呼伦贝尔金新化工有限公司Shell气化装置灰水处理单元（U1700）及公用工程单元（U3X00）设有4台小流量高扬程GSB-L1型立式高速泵，分别为2台高压循环水泵（P1702A/B）、2台高压工艺水泵（P3303A/B），4台立式高速泵自2016年6月投运以来，频繁出现振动大、主/辅油泵打压低、喷油嘴堵塞、机械密封泄漏、诱导轮冲蚀等问题，严重制约着Shell气化装置的长周期、安全、稳定运行。为此，结合GSB-L1型立式高速泵主要技术参数与构件以及实际运行/检修情况，对GSB-L1型立式高速泵的常见故障原因进行分析，找到了症结所在，采取一系列有针对性的优化改进及运行维护措施后，收到了较好的效果。
［关键词］GSB-L1型立式高速泵；振动大；油泵打压低；油路堵塞；机械密封泄漏；诱导轮冲蚀；原因分析；处理措施
［中图分类号］TH311 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2023）05-0049-03
0 引 言
呼伦贝尔金新化工有限公司（简称金新化工）500 kt/a合成氨、800 kt/a尿素项目配套1套荷兰壳牌下行激冷流程的粉煤加压气化装置（1台Shell气化炉），采用N2/CO2输送煤粉，气化压力为4.0 MPa，其主要生产单元包括预干燥单元、磨煤与干燥单元、煤粉加压输送单元、煤气化与合成气激冷单元、除渣单元、湿洗单元、灰水处理单元、公用工程单元等；其中，灰水处理单元（U1700）及公用工程单元（U3X00）设有4台小流量高扬程GSB-L1型立式高速泵（P1702A/B、P3303A/B）。这4台立式高速泵自2016年6月投运以来，频繁出现振动大、主/辅油泵打压低、喷油嘴堵塞、机械密封泄漏、诱导轮冲蚀等问题，严重制约着Shell气化装置的长周期、安全、稳定运行，采取一系列有针对性的优化改进及运行维护措施后，收到了较好的效果。以下对有关情况作一简介。
1 GSB-L1型立式高速泵概况
1.1 GSB-L1型立式高速泵主要技术参数
金新化工Shell气化装置配套的4台GSB-L1型立式高速泵，分别为2台高压循环水泵（P1702A/B）、2台高压工艺水泵（P3303A/B）。P1702A/B的主要作用是为气化炉排渣罐（V1403）进行充压；P3303A/B的主要作用是将工艺水加压后送往高压工艺水管网，主要用作开工烧嘴冷却水、破渣机机械密封水及各单元高压仪表冲洗水、高压机泵机械密封水等。4台GSB-L1型立式高速泵的主要技术参数见表1。
1.2 GSB-L1型立式高速泵主要构件
GSB-L1型立式高速泵为采用《石油、重化学和天然气工业用离心泵》（ANSI/API 610—2004）制造的单级单吸部分流式离心泵（OH6型），由电机、齿轮增速箱（二级增速）、泵及其附件组成，其中，低速轴与中速轴采用滚动轴承，高速轴采用滑动轴承，泵叶轮采用半开式，入口设置诱导轮，其结构示意如图1。
GSB-L1型立式高速泵增速箱润滑系统主要由增速箱油池、主/辅油泵、油冷却器、油过滤器、预润滑辅助系统及配套管件组成。主油泵为定排量摆线齿轮型油泵，由增速箱低速轴直接驱动；辅油泵为齿轮泵，采用电力驱动，独立设置；启动主电机前，先启动预润滑系统，预润滑系统由辅油泵、单向阀及管线组成，其作用是在启动主电机前对增速箱内的轴承和齿轮进行预润滑，若油压≥0.14 MPa就可启动主电机，从而避免启动时可能引起的轴承及轴组件损坏，主电机启动后预润滑系统自动切换并停用。
2 GSB-L1型立式高速泵常见故障分析及处理
2.1 高压工艺水泵振动大原因分析及处理
高压工艺水泵（P3303A/B）自安装投运以来，其增速箱振动一直偏大，箱体上部横向振动（振值）超过6.6 mm/s，增速箱垂直方向振动（振值）超过10 mm/s，以上振值远超ANSI/API 610—2004相关条款要求，该泵无振动监测，后经专业人员到现场用专用仪器进行在线诊断，振动以1X倍频为主。考虑到P3303A/B自安装投运以来振动一直居高不下，检查高速轴跳动及对中正常，初步排除转子弯曲及对中不良，而不平衡是最常见的转子系统故障，其主要表现就是1X振动过大，会导致转子和箱体大幅振动，1X不平衡力通过系统的动力学刚度起作用，而振值与设备动力学刚度成反比，动力学刚度偏低会引起1X振动增大。另外，P3303A/B增速箱为铝合金材质，箱体质量较轻，增速箱上部采用4根宽度为50 mm、厚度为8 mm的互为独立的扁钢拉条固定，拉条在箱体上的连接直接采用螺栓固定，接触面小，且应力较为集中，调整不当即会造成增速箱箱体受力不均，影响增速箱轴承的支撑刚度，一旦支撑刚度下降，振动就会加剧。
处理措施：2018年7月，利用装置停车大修机会将P3303A/B返厂拆检，并重新对增速箱高速轴、中速轴及低速轴进行动平衡试验，重新装配；另外，在增速箱上部增设固定圆盘和拉杆，固定圆盘采用螺栓与增速箱固定后形成一体式结构，再通过高强度可调节拉杆螺栓与基座相连，减小应力集中的同时大大增强增速箱外壳结构的刚度。改进后，P3303A/B振动大问题得以消除，其箱体上部横向振动（振值）、增速箱垂直方向振动（振值）均降至3 mm/s以内。
2.2 主油泵打压低原因分析及处理
更多内容详见《中氮肥》2023年第5期