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化学工程与装备 2023 年 第 4 期 168 Chemical Engineering&Equipment 2023 年 4 月 离心式注输泵的操作、监测与检修 离心式注输泵的操作、监测与检修 杨嘉鑫（大庆油田第二采油厂工艺研究所，黑龙江 大庆 163000）摘 要：摘 要：对油田离心式注输泵启动前的准备工作和启、停泵的操作流程进行了主要介绍；结合多年维修经验对如何通过提高检修质量来提高注输泵运行效率进行细致探讨；然后使用工具、量具对泵内配件及相互配合进行精准测量和处理，使之达到提质增项的预期目标，同时借助现场仪器监测注输泵机组的运行状态，专业人员针对监测数据做出状态诊断，使得机泵高效率完好运行。关键词：关键词：启停操作；状态监测；技术规范；检修质量 在当前油田开采的过程中，应用较多的是分段式离心式注输泵，它的工作原理是：驱动电机通过联轴器带动泵轴（叶轮）高速旋转时产生离心作用力，将液体介质沿叶轮流道甩出，经导叶逐级传送到出口端，最终沿管网注入地下指定地点。它的主要性能参数有扬程 H、流量 Q、和效率 等。其中泵效是体现注输泵运行质量的一个重要参数，它反映了输入的轴功率在泵中有效利用程度。加强机泵的状态监测，对各项指标进行诊断分析，对于问题机泵要及时进行检修，主要就是要使用器具测量各处配件的配合间隙，依据结果进行下一步维修工作，同时采取以下方法提高泵的运转效率。下面将逐条介绍这几方面内容。1 遵守操作规程，安全启停机泵 1 遵守操作规程，安全启停机泵 1.1 启动前的准备（1）启动前按程序做好协调工作，观察电源开关处应悬挂“停泵检修”标识牌。（2）检查润滑油系统 首先要检查润滑油循环流程，润滑油过滤罐滤芯有效；低油压自动切换开关处于使用状态；油位应保持在观察孔的l/2 2/3 位置，油质清澈。1.2 启动注输泵 操作人员穿戴好劳动保护用品；检查泵周围应无妨碍启动的物品，各连接处无松动现，接地线应有效可靠。按照泵的旋转方向盘转 2 圈3 圈；转动灵活无偏重现象。1.2.1 憋压启动流程（1）泵进口压力不得低于 0.08MPa；（2）打开储水罐进、出口阀门；（3）打开泵进口阀门、进口过滤器排污阀门，冲洗排净后，关闭阀门；（4）打开泵出口放空阀门，空气放净后关闭；（5）按开始按钮，观察泵出口管线处压力表读数升至额定工作压力时，立即打开出口阀门，调节出口压力至工作压力。1.3 运行注输泵 保证储水罐内水位不低于 4 m,室温下，泵轴瓦温度不应超过 70，瓦盖应严密；电机轴瓦温度不应超过 65，瓦盖应严密；泵内应无异常声音，润滑油系统和冷却水循环系统应无泄漏；正常运行后，清理现场，并在泵机组上挂运行标识牌。1.4 正常停泵 1.4.1 正常停泵操作流程（1）将出口阀门缓慢关小，即将关闭时，按停机按钮，并迅速关闭出口阀门；（2）注意观察停转情况，待转子停止后，盘动 2 圈，转子应无偏磨；（3）关闭轴瓦冷却水阀门；（4）关闭低油压保护开关，关闭分油压阀门，调好总油压；（5）关闭进口阀门；在停用泵上挂停运标识牌。1.5 紧急停泵 1.5.1 采取紧急停泵的情况（1）因机组正常运行造成人身伤害事故；（2）机组本身发生剧烈振动，有严重撞击或摩擦声；（3）注水站内高压管线出现断裂；（4）供水罐抽空，主要供水管线、接头破裂；（5）电机工作电流突然升高，超过额定电流 10%以上；（6）电机或注水泵的轴承处冒烟或润滑油中断。1.5.2 紧急停泵操作流程（1）切断电机电源或按停机按钮停泵；（2）关闭泵出口阀门和进口阀门，控制供水罐水位和供水压力；（3）打开泵放空阀，待压力表显示值为零后，检查分析并逐步排除故障。2 坚持状态监测，检修技术规范 2 坚持状态监测，检修技术规范 为了确保注输泵始终处于良好的工作状态，我单位与泵机组使用单位建立定期监测制度，采取在线与离线相结合的方式，当在线监测系统报警时，我们将使用精度较高的便携DOI:10.19566/35-1285/tq.2023.04.021 杨嘉鑫：离心式注输泵的操作、监测与检修 169 式振动监测系统（VIBXPERTII）对报警部位进行精准测量，将测得数据导入系统，依据其丰富的资源库定位故障点；作为维修的强有力的数据依据和技术支持。2.1 离线状态监测工作流程 图 1 离线状态监测工作流程 图 1 离线状态监测工作流程 2.2 测点选择 图 2 注输泵机组简图及测点位置 图 2 注输泵机组简图及测点位置 注输泵是驱动电机高速旋转提供动力的，两者之间通过凸缘刚性联轴器连接。依据本单位设备管理手册对该机组测量区划分四处（如图 2），选取泵后端 1 处设置 3 个测点（垂直、水平与轴向）、泵前端 2 处设置 2 个测点（垂直与水平）、电机前端 3 处设置 2 个测点（垂直与水平）、电机后端 4 处设置 3 个测点（垂直、水平与轴向），共计 10 个测点。2.3 监测标准的确定 依据 GB/T295312013泵的振动测量和评价方法中对于石油行业在用高压离心式注输泵，根据泵的额定转速，规定完好运行的机组泵轴瓦处的振动速度不应高于7.1mm/s；电机轴瓦处的振动速度不应高于 4.5mm/s。2.4 泵的检修及技术要求 根据相关国家标准和行业要求，同时结合我单位多年维修经验，归纳介绍泵主要配件的尺寸规范。2.4.1 联轴器的检修 联轴器柱销胶圈、柱销、垫环、垫片应完好齐全；检查泵联轴器轮缘应完好无缺陷，大端面外缘的轴向圆跳动量应不大于 0.20mm，联轴器胶圈外缘和孔的配合间隙应控制在0.50mm 1.00mm 之间。2.4.2 轴瓦的检修及调整 检查泵轴瓦的合金层表面光滑完好，应无裂纹、脱脂、气孔、严重磨损情况；安装轴瓦时，检查转子抬量，前后轴瓦的实际抬量应为总抬量的 1/2 加上 0.03mm -0.05mm，如不合格可调整瓦架符合要求。2.4.3 泵轴的检测 检查泵轴外表面应无伤痕和明显锈蚀，泵轴的全长弯曲度应不大于 0.03 mm，检查泵轴各配合处对轴中心线的径向跳动量应不大于 0.025mm。2.4.4 转子的检修（1）检查叶轮、口环、挡套、导叶、导叶套应无磨损、汽蚀缺陷；（2）检查叶轮密封止口与口环的配合间隙应在0.35mm 0.45mm 之间；（3）检查挡套与衬套的配合间隙应在 0.35mm 0.40mm 之间；（4）检查挡套、轴套、叶轮密封止口的外圆柱面对内孔中心线的单跳动量应不大于 0.025mm；（5）检查挡套、轴套、叶轮内孔的两端面对内孔中心线的平行度应不大于 0.01mm；（6）转子的总窜动量应为 6.0 mm 8.0mm；检修转子的总抬量应为 0.6mm 0.8mm。2.4.5 定子的检修 检查中段、进水段和出水段无冲刷缺陷；并进行至少10min 的耐压试验。170 杨嘉鑫：离心式注输泵的操作、监测与检修 2.4.6 平衡装置的检修及安装 检查平衡盘和静平衡盘应无明显磨损，磨损深度不大于0.50mm，可用车床修复至合适工作间隙，公差配合符合图纸要求。安装平衡装置、后轴套及锁紧螺母，检查窜动间隙，工作串量为总串量的 1/2 加上 0 mm -0.5mm，如不合格可通过车削平衡盘或加垫片来调整；检查平衡盘和静平衡盘的接触面应不少于 90%。2.4.7 机组的同轴度调整 采用百分表或激光对中仪等测量仪器找正，通过调整泵的位置，使得电机轴与泵轴的同轴度公差为-0.05mm +0.05mm。3 提高检修质量，降低能量损失 3 提高检修质量，降低能量损失 泵运行时的主要能量损失包括水力损失、容积损失和机械损失三部分。3.1 提高流道通畅程度，减少水力能量损失 3.1.1 阻力损失是指液体在流道部分的摩擦阻力损失。（1）流道轨迹变化越大，能量损失越大；检修时可更换同等排量且流道形状简单，内径较大的叶轮和导叶。（2）流道表面越粗糙，能量损失越大；检修时需清洗冲刷泵内各处流道，使之光滑平整，也可采用流道表面镀膜措施，降低摩擦。（3）液体粘度越大，能量损失越大；检修后对回注液体降低粘度处理。3.1.2 冲击损失是指液体与叶轮片和流道发生冲击而造起的能量损失。同时泵壳腔室和叶轮表面长期受流体冲击侵蚀，表面会出现气蚀类的点，破坏流道形状，导致能量损失。3.1.3 同时也可对液体介质进行处理后注入，可采取脱氧、添加缓蚀剂等方法降低对流道的腐蚀。3.2 减少泵内窜流泄露，降低容积能量损失 高压液体在泵内窜流和泵外泄露从而造成容积损失。（1）进水端低压区有一部分高压液体由叶轮与泵壳密封环之间的缝隙窜入；检修时按照检修标准测量和调整密封环间隙（口环、导套、导叶套、窜量）是降低泵内容积损失的关键工序。（2）进口端低压区有另一部分高压液体由平衡管窜入；检修时要选用配套的配件，合理调整平衡盘工作窜量并保证平衡盘处胶圈、压紧环密封有效。（3）还有一部分高压液体由泵轴与泵壳的封装装置泄露；检修时可使用机械密封方式替代传统的填料密封。3.3 减少配件相互摩擦，降低机械能量损失 机械损失是指转子部件与液体之间、泵轴与轴瓦和密封填料处之间的摩擦而造成的能量损失。降低各处配件的摩擦可直接有效地降低机械能量损失：（1）回注液体处理，降低液体粘度。（2）采用叶轮等配件表面涂镀提高表面光洁度和抗腐蚀性能。（3）确保轴瓦处润滑油充足、有限。（4）使用机械密封等方式降低密封处摩擦系数。3.4 效果验证（1）使用定扭矩液压扳手紧固泵穿杆螺栓确保各处扭矩值达标且一致，用注输泵设备故障诊断系统（KS-2000）测试泵效确定泵的最佳工况点：表 1 改进修理前后泵效及主要工艺参数对照表（DF250-150*11 注水泵）表 1 改进修理前后泵效及主要工艺参数对照表（DF250-150*11 注水泵）参数名称 传统修理 平均值 采取改进措施后的实测值 衬套间隙（mm）0.376 0.352 首级口环间隙（mm）0.455 0.413 口环间隙（mm）0.379 0.355 工作窜量（mm）4 3 转子动平衡（10-3Nm）4.8 2.6 平衡压力(MPa)0.10 0.06 流量（m3/h）245 267 泵效（%）75.5 79.1 （2）我单位在维修过程中应用上述的几种改进方法，对安装后完好运行的注输泵进行定期状态监测，比对之前的运转数据：不仅泵轴瓦处的平衡压力和轴瓦振动得以，同时降低泵效约提高了 1.5%2.8%。我单位目前承修离心式注输泵约 150 套，月平均运行 52 套左右，每套机组平均功率约为 2000kW，若均使用此类工作方法进行检修后，整体泵效增长值取最低值 1.5%，则每月可节电 2000kW/套 1.5%52 套 24h 30 天=1123200 Kwh，也就是常说的一百多万度电，节约的能源效益十分显著，可推广到集团公司使用。4 总 结 4 总 结 综上所述，想要做好注输泵机组的管理工作，就必须掌握它的组成结构、工作原理、状态运行数据监测以及常规故障分析解决能力，这样才能保证机泵能够完好有效运行，运转出它的真正价值。参考文献 参考文献 1 石油、重化学和天然气工业用离心泵：GB/T 3215-2007 S.2 离心泵技术条件(类)：GB/T 5656-2008S.3 泵的振动测量和评价方法：GB/T 29531-2013S.4 离心式注水泵的操作与保养：Q/SY DQ0165-2020S.