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凝液泵透平蜗轮失效原因分析及改进

乙烯装置压缩系统E-GT501透平是凝液泵(位号:E-GA501A)的驱动机,它负责将丙烯制冷压缩机透平(位号:E-GBT501)的凝结水及时排出,以保证机组的正常运行,1998年6月E-GT501透平蜗轮失效,虽经多次维修效果很不理想,新蜗轮的使用寿命很短,最长不超过20小时,导致透平不能正常工作,使另一台电机驱动的凝液泵(位号:E-GA501B)一直在没有备用泵的条件下单台运行,如果E-GA501B泵突然发生故障,必然会造成丙烯压缩机组停车,对整个乙烯装置的稳定生产造成极大的威胁。我们分析并找到了透平蜗轮失效的根本原因,通过改变了蜗轮材质,成功地解决了问题。。

原因分析 。

蜗轮首次失效原因分析 。

1998年6月蜗轮第一次失效后,我们在对透平的检查中发现:透平润滑油箱中含有较多的游离水。由于蜗轮蜗杆的传动靠齿面的啮合来实现,其摩擦表面必须建立极压润滑膜,它是润滑油中的极压剂与金属表面反应生成的润滑膜,它具有较高的强度,能承受蜗轮蜗杆啮合产生的载荷。润滑油带水会造成极压剂失活,使啮合表面无法形成润滑膜,导致蜗轮蜗杆表面直接接触,造成表面磨损。由于蜗轮材质为锡青铜(代号ZQSn10-1),其许用接触应力为220MN/m2,而蜗杆材质为合金钢(钢号:35CrMo),其许用接触应力为850MN/m2,蜗轮相对蜗杆较软,所以失效的形式表现为蜗轮轮齿磨损。 。

我们对润滑油系统进行了全面分析,最后确认:油系统的水来自透平汽封泄漏蒸汽形成的凝结水。由于透平的保温被密闭性非常好,漏出的部分蒸汽将不可避免地通过轴承油封进入润滑油系统。 。

针对由于润滑油带水导致蜗轮失效的问题,我们按照透平的随机操作手册要求,每月取样分析润滑油的含水量,定期从油箱底部排水,并制定了相关的管理制度。 。

经过以上的改进措施,E-GT501透平从2000年10月投用,正常运转已达2年以上,至今仍无损坏迹象,为装置的稳定运行提供了有力的保证,该透平每年能平衡中压蒸汽8000余吨,每年可节电15Kw×8000h=120000度,每度按0.6元计算,年可节约7.2万元电费,经济效益非常明显。 。

由于凝液泵透平蜗轮原设计轮齿接触强度无余量,导致其频繁失效,通过改变蜗轮材质,并按照要求制定了相关的管理制度,解决了问题。随着我国引进国外设备的增加,根据国情差别对原设计条件进行校核,在备件国产化过程中应该得到重视。凝液泵透平蜗轮失效问题的解决过程对此有一定的借鉴意义。