无法解释离心泵故障及解决方案

无法解释的离心泵故障及解决方案泵阀之家

在我的职业生涯中，目睹了许多泵的问题，我将这些问题归因于泵故障的无法解释的原因区域。一开始，我只是将它们简单地“归档”为泵的奥秘，但后来我开始把它称为“暮光之城”，因为似乎没有人知道是什么导致了这个问题。经过一段时间的坚持和承认，我明白了一些无法解释的事情总会在最后得到很好的教训。这篇文章的目的，是让我们都能从他们的经历中吸取教训。所有这些例子都是真实的 - 首先提出问题，然后给出答案。

这个暮光之城是什么？

我说的是泵从工厂发货到随后启动之间的一段扭曲的时期；我说的是泵从拆卸进行维修和重新安装之间的时间和地点；我说的是当泵“A”从系统中拆除并且泵“B”安装到位时发生的无法解释的变化。这就是我之前称之为魔法和神秘之地的过渡维度。最近，我把这个维度称为“暮光之城”。

1. 叶轮缺失的情况 问题 在中西部中部的一家钢铁厂，一台六级锅炉给水泵停止运行，进行日常维护，以恢复原始运行间隙。请注意，该泵由多级蒸汽轮机驱动。经过八年多的连续使用，该泵运行良好，但现在是大修的时候了。OEM维修中心对泵进行了维修并将其返回给客户。初次启动时，泵运行平稳，但水力性能明显下降。与制造商发布的性能参数相比，流量和扬程都有所下降。心烦意乱的客户声称维修中心在维修过程中遗漏了几级叶轮未安装。该泵原始设计为八级泵，但为该客户设计为六级泵。这是一种常见的做法，当需要较低的出口压力时，叶轮使用空级设计。客户认为现在的泵应该是四级泵，而不是六级泵。制造商的工程师被叫去现场解决这个问题。他到达现场后进行了所有正常的性能检查，包括振动、阀门配置、转子设置以及压差和流量的验证。从表象看似乎真的有可能遗漏了两级叶轮未安装，但这不太可能，此外OEM维修中心强烈坚持认为安装了六级叶轮。从性能指标来看，似乎是转速偏低的问题。客户告知了故障排除过程中的几个关键点，包括他们在停机期间没有使用蒸汽轮机，以及当问题出现时，他们首先检查的是运行速度。汽轮机/泵的速度已使用校准的频闪转速计（频闪仪）以精确的3,600 rpm的速度进行了验证。幸运的是，这位年轻的泵工程师在蒸汽轮机和频闪仪方面拥有丰富的经验。 解决方案：叶轮没有缺失 在第一种情况下，泵厂工程师在汽轮机、蒸汽调速器和频闪仪方面拥有丰富的经验。他知道，如果你没有经过适当的培训，从频闪仪上得到错误的读数是多么容易。钢厂频闪仪操作员将注意力集中在一个联轴器螺栓上，以测量转子的速度，他认为这个速度是3,600 rpm，因为他没有理由怀疑。汽轮机实际上以 1,800 rpm 的速度运行，频闪仪操作员看到的是多个图像（两个联轴器螺栓显示为一个）。对于频闪仪工作，重要的是从轴圆周角度始终捕捉一个独特的物体，例如键或键槽。如果必须使用一个联轴器螺栓，那么应以某种方式标记一个，使其与其它螺栓不同（在这些情况下，发光漆/反光贴效果很好）。客户以前没有提到在泵大修期间对汽轮机调速阀（W-TG-10）进行了改造。发现根本原因的工厂工程师很荣幸地调整了汽轮机调速阀的设置，使设备达到 3,600 rpm 的正确速度，并使其性能恢复到原始状态。

2. 变压器过热的情况 问题 场景：东海岸的一座发电厂。在一家拥有20年历史的发电厂中，一台发电机升压变压器（GSU）自安装之日起就在满负荷情况下严重过热。因此，机组降额，并以85%的满负荷运行。此后，降额变压器限制了整个发电站的输出功率。快进20年，耐热变压器计划使用新的介电油和全新的垫圈。此外，所有六台变压器油循环泵都将进行改造（注：电力变压器使用循环变压器油系统作为绝缘电介质和传热冷却介质）。这些泵被加急送到工厂维修车间进行改造，并返回现场。客户在安装前检查了泵的旋转方向，发现泵的旋转方向是错误的。客户要求工厂提供保修赔偿来解决这个问题。工厂工程师表示，除非客户在现场将电源线上的三相中的两相颠倒了，否则这些泵不可能以错误的方向运行。客户表示现场没有改变任何接线。 解决方案：冷却解决方案 工厂工程师确信变压器泵电机接线正确，因为他们具有内部质量保证/质量控制（QA/QC）程序。在到达工作现场后，令工程师惊讶的是，证实泵的旋转方向确实错误。事实上，20年来，泵的旋转方向一直是错误的。注：以错误方向运行的离心泵仍会产生正确方向的流量，并且客户的基本视镜流动指示器无法区分600 gpm和1200 gpm的流量。将所有泵的旋转方向纠正后，发电厂启动，变压器通电。20年来，变压器首次在满载时没有过热。

3. 吊装不当导致转子卡住 问题 在中西部的一家钢厂，一台八级节段式壳体泵被送往维修厂进行全面检修。泵已返回并安装。在安装过程中，安装工发现泵转子不能手动旋转（盘车）。告知泵供应商，转子明显卡住了。泵被送回维修厂进行拆卸和检查。泵供应商没有发现任何问题 - 他们重新组装泵并将其送回到客户手里。但是，由于明显的转子卡住，仍然无法转动转子。泵再次送回维修厂，在那里再次进行了拆卸检查，依然没有发现任何问题。泵第三次返回到客户，但这次销售工程师决定随泵一起去现场看看。 解决方案：工厂那边发生了什么？ 工程师陪同重新组装的泵前往工厂，并目睹了工作人员使用一台小型起重机将泵从卡车上吊下来，起重机上有两条吊装带，每条吊装带都连接在泵轴的一端。由于不正确地将泵的全部重量集中到两端轴的起吊点上，导致节段式环形外壳移位不对中，从而锁住了泵转子。警示：切勿通过泵轴来起吊这种节段式壳体泵！

4. 异物导致转子卡住 问题 与前面的示例类似，该多级锅炉给水泵用于美国中部的某家工厂，已在附近的维修店维修并重新安装。泵运行了大约10分钟就卡住了。泵被送回修理厂进行修理并送回，在那里再次发生了相同的情况。在第三次尝试中，客户请来了泵工程师和顾问进行监督。 解决方案：转子卡住 顾问检查了系统以及运行和维护程序。没过多久就确定了泵故障的原因。在任何管道系统中，当有一段管道没有流动（也称为死管段或存水弯）时，它就会成为铁锈、水垢、污垢和碎屑积聚及沉积的地方。当泵被拆除时，锅炉给水泵的吸入管路被封住（成为死管段），但系统仍在使用其它并联泵运行。此时，死管段却在收集系统中的异物碎片。当泵重新安装到位并打开吸入管路时，这些含有许多碎屑的水会进入泵体，将有部分碎屑滞留在耐磨环中，导致泵的卡住。 5. 系统中阀门故障引起的问题 问题 美国西部的“油田”，我们有一台单级ANSI泵，用于中游流程应用中的石油服务。当地的泵经销商联系了工厂，说有一个问题：泵会运行一两天，然后卡住并出现故障。将泵进行解体、检修，并将其重新投入使用。泵将再次正常运行几天，然后再次出现问题。OEM工程师要求提供损坏零件的照片和更多的运行信息。基于这些，这似乎是一个明确而简单的案例，即泵运行方向错误。但是，经销商最有经验的服务人员亲自检查了三次旋转方向，旋向没有问题。是时候让一些新人参观一下泵的工作现场了。 解决方案：单向旋转泵 机修工是100%正确的 - 泵以正确的方向运行。对话和图纸中遗漏的基本信息是，该系统有多台并联的泵。该泵的出口止回阀会随机和间歇性地卡在打开位置。当该泵不在功率下运行时，它被来自其它泵的流量或压力迫使以相反的方向运行。叶轮和壳体现在起到水轮机的作用。由于大多数ANSI泵使用的是（螺纹）拧紧的叶轮，因此在反向运行期间叶轮会松动（后退）并卡在壳体上。

结论

这些情况表明，经常会有经验不足的人员被派去现场安装、调试泵 - 没有仔细阅读过任何安装说明，也没有就启动前问题咨询过任何OEM。几乎没有一台泵安装是“即插即用”的 - 要进行对中，要进行驱动机旋向的检查，要设置机械密封，要添加润滑油/脂，要有排气的管道等等。