水環(huán)式真空泵故障分析

1、萊寶真空泵 zxcv 水環(huán)式真空泵故障分析 針對2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，并提供了水環(huán)式真空泵軸承故障分析的經(jīng)驗，供大家參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)

2、攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)注入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉水環(huán)。由于離心力的作用，

3、此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那么葉輪在之前的前180 時封閉小腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離后氣體再由放氣管放出，而工作液流回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所

4、示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，不能滿足過濾機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。 (3) 水環(huán)式真空泵在這幾年流量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致其他裝置不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，最終影響催化劑產(chǎn)量。 (4) 在設(shè)備長周期運轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)真空泵兩端軸承磨損或轉(zhuǎn)子軸頭磨損，使得軸承跑套，設(shè)備振動，響聲大，嚴(yán)重時無法正常運行。4、設(shè)備故障原因分析 4.1、筒體和側(cè)板腐蝕變形分析 2BE1-403-0E 型真空泵為水環(huán)氣體泵，其筒體及側(cè)板都是由碳鋼鋼板卷制焊接而成。碳鋼在純凈的水中，腐蝕速度較小，但只要水中含有少量的酸性離子，材料的腐蝕速度就會明顯加快。催化劑裝置的水平帶式濾

5、機(jī)，在生產(chǎn)過程中過濾的NY 分子篩濾餅中的某些物質(zhì)會分解散發(fā)出三氧化硫，氯化氫氣體。這些酸性氣體隨其他氣體一起被水環(huán)真空泵吸入泵腔。真空泵中加入的工作液為管網(wǎng)化學(xué)水，其中含有硫酸離子。含有硫酸離子的工作液與工作介質(zhì)中的三氧化硫，氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成稀硫酸和鹽酸，直接腐蝕筒體和側(cè)板。腐蝕配件反應(yīng)機(jī)理如下。Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe + H20 + SO3 = FeSO4 + H2( 鐵) 另一方面，真空泵吸入的工作介質(zhì)中混有固體顆粒狀催化劑半成品。這些白色固體顆粒物和腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)生成的酸性液體混合，成為強(qiáng)酸性稀泥漿。這種稀泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，將結(jié)構(gòu)疏松的FeCl

6、2，F(xiàn)eSO4迅速磨損掉。這種磨損對未被腐蝕的碳鋼材料磨損破壞也非常嚴(yán)重。酸性腐蝕和固體顆粒物磨損共同作用，使筒體和側(cè)板不斷的非均勻減薄，直至穿孔泄露。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵的設(shè)計極限真空度達(dá)到了98 kPa，而改造之前普遍偏低。 4.2、真空泵真空度過低分析 在70 KPa 上下浮動。排除設(shè)備老化的因素，主要是由于酸腐蝕及固體顆粒物磨損，增大了葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞了壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。真空泵流道的幾何形狀是經(jīng)過模擬計算并反復(fù)試驗確定的，一旦流道破壞就會使真空泵的效率急劇下降，直接導(dǎo)致真空泵真空度不達(dá)標(biāo)。 4.3、水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足分析

7、由于真空泵殼體長時間結(jié)垢，形成很厚污垢，將泵殼空間堵塞，如圖5 所示。在污垢中，酸腐蝕及固體顆粒物磨損，破壞了泵壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。電機(jī)軸端輸入的能量有相當(dāng)大的一部分以泵腔內(nèi)液體激烈碰撞的形式轉(zhuǎn)化為輸送介質(zhì)的內(nèi)能，而不是動能。另外，由于酸性泥漿的腐蝕，泵的流道內(nèi)凹凸不平，固體顆粒物大量附著在內(nèi)壁上，減小了流通截面。最終導(dǎo)致水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足，耽誤生產(chǎn)。圖5 殼體積料 4.4、水環(huán)式真空泵軸承頻繁更換，運行噪聲大 真空泵筒體與側(cè)板內(nèi)壁腐蝕磨損嚴(yán)重，非常粗糙。這增大了葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞了原本穩(wěn)定的層流液環(huán)。白色酸性稀泥漿裹挾著介質(zhì)氣體以湍流的形式在筒體內(nèi)激烈

8、碰撞，引起真空泵劇烈振動，損壞軸承并產(chǎn)生噪音。5、分析軸承故障舉例 2011 年3 月9 日，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)該泵后端軸承箱發(fā)出 轟隆隆 間斷異常響聲，溫度較高為61 。通過儀器軸承振動儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2 所列。 故障原因分析，觀察振動值和CF 值: OA 值前后端垂直方向峰值高達(dá)28. 31 mm/s，前端軸承有磨損。 觀察分析真空泵自由端的垂直、水平、軸向三個方向頻譜圖，如圖6 8 所示。表2 二套分子篩裝置真空泵監(jiān)測數(shù)據(jù)圖6 真空泵自由端垂直方向頻譜圖 圖7 真空泵自由端水平方向圖8 真空泵自由端的軸向方向 圖6 頻譜圖反映在低頻處頻帶，峰值都很高，達(dá)到22. 19 mm/s，說

9、明真空泵自由端軸承振動嚴(yán)重。圖7、8 頻譜圖可看出兩圖形基本相同，都有明顯軸承倍頻，邊帶現(xiàn)象。說明真空泵自由端存在軸承故障。同時，憑借經(jīng)驗結(jié)合表2 振動OA 值，觀察數(shù)據(jù)分析，初步認(rèn)為軸承磨損，轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn)象。及時向車間施工反映該設(shè)備狀況，建議檢修處理故障。 在2011 年3 月10 日打開設(shè)備拆檢配件，發(fā)現(xiàn)軸承跑外套，軸承盒磨損0. 55 mm，軸磨損0. 90 mm，形成溝槽，如圖9 所示。圖9 真空泵自由端的軸頭 處理過程: 對真空泵轉(zhuǎn)子自由端的軸頭進(jìn)行了堆焊加工處理，并更換32230 二套軸承和6230 一套軸承。檢修后試車，設(shè)備運行正常。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵在

10、長期使用中，經(jīng)常發(fā)生的這種類型的故障，經(jīng)過不斷的分析，對故障進(jìn)行針對性處理后，可繼續(xù)延長設(shè)備的運行周期，大大降低了檢維修成本費用。 針對2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析瞭水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，並提供瞭水環(huán)式真空泵軸承故障分析的經(jīng)驗，供大傢參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)

11、。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)註入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時

12、，水被葉輪拋向四周，形成瞭一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉水環(huán)。由於離心力的作用，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若幹個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那麼葉輪在之前的前180 時封閉小腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終瞭時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離後氣體再由放氣管放出，而工作液流回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備

13、拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，不能滿足過濾機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。 (3) 水環(huán)式真空泵在這幾年流量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致其他裝置不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，最終影響催化劑產(chǎn)量。 (4) 在設(shè)備長周期運轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)真空泵兩端軸承磨損或轉(zhuǎn)子軸頭磨損，使得軸承跑套，設(shè)備振動，響聲大，嚴(yán)重時無法正常運行。4、設(shè)備故障原因分析 4.1、筒體和側(cè)板腐蝕變形分析 2BE1-403-0E 型真空泵為水環(huán)氣體泵，其筒體及側(cè)板都是由碳鋼鋼板卷制焊接而成。碳鋼在純凈的水中，腐蝕速

14、度較小，但隻要水中含有少量的酸性離子，材料的腐蝕速度就會明顯加快。催化劑裝置的水平帶式濾機(jī)，在生產(chǎn)過程中過濾的NY 分子篩濾餅中的某些物質(zhì)會分解散發(fā)出三氧化硫，氯化氫氣體。這些酸性氣體隨其他氣體一起被水環(huán)真空泵吸入泵腔。真空泵中加入的工作液為管網(wǎng)化學(xué)水，其中含有硫酸離子。含有硫酸離子的工作液與工作介質(zhì)中的三氧化硫，氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成稀硫酸和鹽酸，直接腐蝕筒體和側(cè)板。腐蝕配件反應(yīng)機(jī)理如下。Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe + H20 + SO3 = FeSO4 + H2( 鐵) 另一方面，真空泵吸入的工作介質(zhì)中混有固體顆粒狀催化劑半成品。這些白色固體顆粒物和腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)生成

15、的酸性液體混合，成為強(qiáng)酸性稀泥漿。這種稀泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，將結(jié)構(gòu)疏松的FeCl2，F(xiàn)eSO4迅速磨損掉。這種磨損對未被腐蝕的碳鋼材料磨損破壞也非常嚴(yán)重。酸性腐蝕和固體顆粒物磨損共同作用，使筒體和側(cè)板不斷的非均勻減薄，直至穿孔泄露。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵的設(shè)計極限真空度達(dá)到瞭98 kPa，而改造之前普遍偏低。 4.2、真空泵真空度過低分析 在70 KPa 上下浮動。排除設(shè)備老化的因素，主要是由於酸腐蝕及固體顆粒物磨損，增大瞭葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞瞭壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。真空泵流道的幾何形狀是經(jīng)過模擬計算並反復(fù)試驗確定的，一旦流道破壞就會使真

16、空泵的效率急劇下降，直接導(dǎo)致真空泵真空度不達(dá)標(biāo)。 4.3、水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足分析 由於真空泵殼體長時間結(jié)垢，形成很厚污垢，將泵殼空間堵塞，如圖5 所示。在污垢中，酸腐蝕及固體顆粒物磨損，破壞瞭泵壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。電機(jī)軸端輸入的能量有相當(dāng)大的一部分以泵腔內(nèi)液體激烈碰撞的形式轉(zhuǎn)化為輸送介質(zhì)的內(nèi)能，而不是動能。另外，由於酸性泥漿的腐蝕，泵的流道內(nèi)凹凸不平，固體顆粒物大量附著在內(nèi)壁上，減小瞭流通截面。最終導(dǎo)致水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足，耽誤生產(chǎn)。圖5 殼體積料 4.4、水環(huán)式真空泵軸承頻繁更換，運行噪聲大 真空泵筒體與側(cè)板內(nèi)壁腐蝕磨損嚴(yán)重，非常粗糙。這增大瞭葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之

17、間的距離，破壞瞭原本穩(wěn)定的層流液環(huán)。白色酸性稀泥漿裹挾著介質(zhì)氣體以湍流的形式在筒體內(nèi)激烈碰撞，引起真空泵劇烈振動，損壞軸承並產(chǎn)生噪音。5、分析軸承故障舉例 2011 年3 月9 日，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)該泵後端軸承箱發(fā)出 轟隆隆 間斷異常響聲，溫度較高為61 。通過儀器軸承振動儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2 所列。 故障原因分析，觀察振動值和CF 值: OA 值前後端垂直方向峰值高達(dá)28. 31 mm/s，前端軸承有磨損。 觀察分析真空泵自由端的垂直、水平、軸向三個方向頻譜圖，如圖6 8 所示。表2 二套分子篩裝置真空泵監(jiān)測數(shù)據(jù)圖6 真空泵自由端垂直方向頻譜圖 圖7 真空泵自由端水平方向圖8 真空泵自

18、由端的軸向方向 圖6 頻譜圖反映在低頻處頻帶，峰值都很高，達(dá)到22. 19 mm/s，說明真空泵自由端軸承振動嚴(yán)重。圖7、8 頻譜圖可看出兩圖形基本相同，都有明顯軸承倍頻，邊帶現(xiàn)象。說明真空泵自由端存在軸承故障。同時，憑借經(jīng)驗結(jié)合表2 振動OA 值，觀察數(shù)據(jù)分析，初步認(rèn)為軸承磨損，轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn)象。及時向車間施工反映該設(shè)備狀況，建議檢修處理故障。 在2011 年3 月10 日打開設(shè)備拆檢配件，發(fā)現(xiàn)軸承跑外套，軸承盒磨損0. 55 mm，軸磨損0. 90 mm，形成溝槽，如圖9 所示。圖9 真空泵自由端的軸頭 處理過程: 對真空泵轉(zhuǎn)子自由端的軸頭進(jìn)行瞭堆焊加工處理，並更換32230 二套軸承和

19、6230 一套軸承。檢修後試車，設(shè)備運行正常。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵在長期使用中，經(jīng)常發(fā)生的這種類型的故障，經(jīng)過不斷的分析，對故障進(jìn)行針對性處理後，可繼續(xù)延長設(shè)備的運行周期，大大降低瞭檢維修成本費用。 針對2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，并提供了水環(huán)式真空泵軸承故障分析的經(jīng)驗，供大家參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)

20、備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵

21、圓柱形泵缸內(nèi)注入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉水環(huán)。由于離心力的作用，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那么葉輪在之前的前180 時封閉小腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離后氣體再由放氣管放出，而工作液流

22、回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，不能滿足過濾機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。 (3) 水環(huán)式真空泵在這幾年流量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致其他裝置不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，最終影響催化劑產(chǎn)量。 (4) 在設(shè)備長周期運轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)真空泵兩端軸承磨損或轉(zhuǎn)子軸頭磨損，使得軸承跑套，設(shè)備振動，響聲大，嚴(yán)重時無法正常運行。4、設(shè)備故障原因分析 4.1、筒體和側(cè)板腐蝕變形分析 2BE1-403-0E

23、 型真空泵為水環(huán)氣體泵，其筒體及側(cè)板都是由碳鋼鋼板卷制焊接而成。碳鋼在純凈的水中，腐蝕速度較小，但只要水中含有少量的酸性離子，材料的腐蝕速度就會明顯加快。催化劑裝置的水平帶式濾機(jī)，在生產(chǎn)過程中過濾的NY 分子篩濾餅中的某些物質(zhì)會分解散發(fā)出三氧化硫，氯化氫氣體。這些酸性氣體隨其他氣體一起被水環(huán)真空泵吸入泵腔。真空泵中加入的工作液為管網(wǎng)化學(xué)水，其中含有硫酸離子。含有硫酸離子的工作液與工作介質(zhì)中的三氧化硫，氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成稀硫酸和鹽酸，直接腐蝕筒體和側(cè)板。腐蝕配件反應(yīng)機(jī)理如下。Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe + H20 + SO3 = FeSO4 + H2( 鐵) 另一方面

24、，真空泵吸入的工作介質(zhì)中混有固體顆粒狀催化劑半成品。這些白色固體顆粒物和腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)生成的酸性液體混合，成為強(qiáng)酸性稀泥漿。這種稀泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，將結(jié)構(gòu)疏松的FeCl2，F(xiàn)eSO4迅速磨損掉。這種磨損對未被腐蝕的碳鋼材料磨損破壞也非常嚴(yán)重。酸性腐蝕和固體顆粒物磨損共同作用，使筒體和側(cè)板不斷的非均勻減薄，直至穿孔泄露。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵的設(shè)計極限真空度達(dá)到了98 kPa，而改造之前普遍偏低。 4.2、真空泵真空度過低分析 在70 KPa 上下浮動。排除設(shè)備老化的因素，主要是由于酸腐蝕及固體顆粒物磨損，增大了葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞了壓縮流道的幾何形狀，

25、引起湍流和回流。真空泵流道的幾何形狀是經(jīng)過模擬計算并反復(fù)試驗確定的，一旦流道破壞就會使真空泵的效率急劇下降，直接導(dǎo)致真空泵真空度不達(dá)標(biāo)。 4.3、水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足分析 由于真空泵殼體長時間結(jié)垢，形成很厚污垢，將泵殼空間堵塞，如圖5 所示。在污垢中，酸腐蝕及固體顆粒物磨損，破壞了泵壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。電機(jī)軸端輸入的能量有相當(dāng)大的一部分以泵腔內(nèi)液體激烈碰撞的形式轉(zhuǎn)化為輸送介質(zhì)的內(nèi)能，而不是動能。另外，由于酸性泥漿的腐蝕，泵的流道內(nèi)凹凸不平，固體顆粒物大量附著在內(nèi)壁上，減小了流通截面。最終導(dǎo)致水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足，耽誤生產(chǎn)。圖5 殼體積料 4.4、水環(huán)式真空泵軸承頻繁更換

26、，運行噪聲大 真空泵筒體與側(cè)板內(nèi)壁腐蝕磨損嚴(yán)重，非常粗糙。這增大了葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞了原本穩(wěn)定的層流液環(huán)。白色酸性稀泥漿裹挾著介質(zhì)氣體以湍流的形式在筒體內(nèi)激烈碰撞，引起真空泵劇烈振動，損壞軸承并產(chǎn)生噪音。5、分析軸承故障舉例 2011 年3 月9 日，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)該泵后端軸承箱發(fā)出 轟隆隆 間斷異常響聲，溫度較高為61 。通過儀器軸承振動儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2 所列。 故障原因分析，觀察振動值和CF 值: OA 值前后端垂直方向峰值高達(dá)28. 31 mm/s，前端軸承有磨損。 觀察分析真空泵自由端的垂直、水平、軸向三個方向頻譜圖，如圖6 8 所示。表2 二套分子篩裝置

27、真空泵監(jiān)測數(shù)據(jù)圖6 真空泵自由端垂直方向頻譜圖 圖7 真空泵自由端水平方向圖8 真空泵自由端的軸向方向 圖6 頻譜圖反映在低頻處頻帶，峰值都很高，達(dá)到22. 19 mm/s，說明真空泵自由端軸承振動嚴(yán)重。圖7、8 頻譜圖可看出兩圖形基本相同，都有明顯軸承倍頻，邊帶現(xiàn)象。說明真空泵自由端存在軸承故障。同時，憑借經(jīng)驗結(jié)合表2 振動OA 值，觀察數(shù)據(jù)分析，初步認(rèn)為軸承磨損，轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn)象。及時向車間施工反映該設(shè)備狀況，建議檢修處理故障。 在2011 年3 月10 日打開設(shè)備拆檢配件，發(fā)現(xiàn)軸承跑外套，軸承盒磨損0. 55 mm，軸磨損0. 90 mm，形成溝槽，如圖9 所示。圖9 真空泵自由端的軸

28、頭 處理過程: 對真空泵轉(zhuǎn)子自由端的軸頭進(jìn)行了堆焊加工處理，并更換32230 二套軸承和6230 一套軸承。檢修后試車，設(shè)備運行正常。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵在長期使用中，經(jīng)常發(fā)生的這種類型的故障，經(jīng)過不斷的分析，對故障進(jìn)行針對性處理后，可繼續(xù)延長設(shè)備的運行周期，大大降低了檢維修成本費用。 針對2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析瞭水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，並提供瞭水環(huán)式真空泵軸承故障分析的經(jīng)驗，供大傢參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工

29、作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式

30、真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)註入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，形成瞭一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉水環(huán)。由於離心力的作用，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若幹個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那麼葉輪在之前的前180 時封閉小腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終瞭時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，

31、氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離後氣體再由放氣管放出，而工作液流回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，不能滿足過濾機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。 (3) 水環(huán)式真空泵在這幾年流量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致其他裝置不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，最終影響催化劑產(chǎn)量。 (4) 在設(shè)備長周期運轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)真空泵兩端軸承磨損或轉(zhuǎn)子軸頭磨損，使得軸承跑套，設(shè)備振動，響聲大，嚴(yán)重時無

32、法正常運行。4、設(shè)備故障原因分析 4.1、筒體和側(cè)板腐蝕變形分析 2BE1-403-0E 型真空泵為水環(huán)氣體泵，其筒體及側(cè)板都是由碳鋼鋼板卷制焊接而成。碳鋼在純凈的水中，腐蝕速度較小，但隻要水中含有少量的酸性離子，材料的腐蝕速度就會明顯加快。催化劑裝置的水平帶式濾機(jī)，在生產(chǎn)過程中過濾的NY 分子篩濾餅中的某些物質(zhì)會分解散發(fā)出三氧化硫，氯化氫氣體。這些酸性氣體隨其他氣體一起被水環(huán)真空泵吸入泵腔。真空泵中加入的工作液為管網(wǎng)化學(xué)水，其中含有硫酸離子。含有硫酸離子的工作液與工作介質(zhì)中的三氧化硫，氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成稀硫酸和鹽酸，直接腐蝕筒體和側(cè)板。腐蝕配件反應(yīng)機(jī)理如下。Fe + 2HCl = Fe

33、Cl2 + H2Fe + H20 + SO3 = FeSO4 + H2( 鐵) 另一方面，真空泵吸入的工作介質(zhì)中混有固體顆粒狀催化劑半成品。這些白色固體顆粒物和腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)生成的酸性液體混合，成為強(qiáng)酸性稀泥漿。這種稀泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，將結(jié)構(gòu)疏松的FeCl2，F(xiàn)eSO4迅速磨損掉。這種磨損對未被腐蝕的碳鋼材料磨損破壞也非常嚴(yán)重。酸性腐蝕和固體顆粒物磨損共同作用，使筒體和側(cè)板不斷的非均勻減薄，直至穿孔泄露。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵的設(shè)計極限真空度達(dá)到瞭98 kPa，而改造之前普遍偏低。 4.2、真空泵真空度過低分析 在70 KPa 上下浮動。排除設(shè)備老化的因素，主要是由於

34、酸腐蝕及固體顆粒物磨損，增大瞭葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞瞭壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。真空泵流道的幾何形狀是經(jīng)過模擬計算並反復(fù)試驗確定的，一旦流道破壞就會使真空泵的效率急劇下降，直接導(dǎo)致真空泵真空度不達(dá)標(biāo)。 4.3、水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足分析 由於真空泵殼體長時間結(jié)垢，形成很厚污垢，將泵殼空間堵塞，如圖5 所示。在污垢中，酸腐蝕及固體顆粒物磨損，破壞瞭泵壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。電機(jī)軸端輸入的能量有相當(dāng)大的一部分以泵腔內(nèi)液體激烈碰撞的形式轉(zhuǎn)化為輸送介質(zhì)的內(nèi)能，而不是動能。另外，由於酸性泥漿的腐蝕，泵的流道內(nèi)凹凸不平，固體顆粒物大量附著在內(nèi)壁上，減小瞭流通截面。最終

35、導(dǎo)致水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足，耽誤生產(chǎn)。圖5 殼體積料 4.4、水環(huán)式真空泵軸承頻繁更換，運行噪聲大 真空泵筒體與側(cè)板內(nèi)壁腐蝕磨損嚴(yán)重，非常粗糙。這增大瞭葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞瞭原本穩(wěn)定的層流液環(huán)。白色酸性稀泥漿裹挾著介質(zhì)氣體以湍流的形式在筒體內(nèi)激烈碰撞，引起真空泵劇烈振動，損壞軸承並產(chǎn)生噪音。5、分析軸承故障舉例 2011 年3 月9 日，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)該泵後端軸承箱發(fā)出 轟隆隆 間斷異常響聲，溫度較高為61 。通過儀器軸承振動儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2 所列。 故障原因分析，觀察振動值和CF 值: OA 值前後端垂直方向峰值高達(dá)28. 31 mm/s，前端軸承有磨損。 觀察

36、分析真空泵自由端的垂直、水平、軸向三個方向頻譜圖，如圖6 8 所示。表2 二套分子篩裝置真空泵監(jiān)測數(shù)據(jù)圖6 真空泵自由端垂直方向頻譜圖 圖7 真空泵自由端水平方向圖8 真空泵自由端的軸向方向 圖6 頻譜圖反映在低頻處頻帶，峰值都很高，達(dá)到22. 19 mm/s，說明真空泵自由端軸承振動嚴(yán)重。圖7、8 頻譜圖可看出兩圖形基本相同，都有明顯軸承倍頻，邊帶現(xiàn)象。說明真空泵自由端存在軸承故障。同時，憑借經(jīng)驗結(jié)合表2 振動OA 值，觀察數(shù)據(jù)分析，初步認(rèn)為軸承磨損，轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn)象。及時向車間施工反映該設(shè)備狀況，建議檢修處理故障。 在2011 年3 月10 日打開設(shè)備拆檢配件，發(fā)現(xiàn)軸承跑外套，軸承盒磨損

37、0. 55 mm，軸磨損0. 90 mm，形成溝槽，如圖9 所示。圖9 真空泵自由端的軸頭 處理過程: 對真空泵轉(zhuǎn)子自由端的軸頭進(jìn)行瞭堆焊加工處理，並更換32230 二套軸承和6230 一套軸承。檢修後試車，設(shè)備運行正常。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵在長期使用中，經(jīng)常發(fā)生的這種類型的故障，經(jīng)過不斷的分析，對故障進(jìn)行針對性處理後，可繼續(xù)延長設(shè)備的運行周期，大大降低瞭檢維修成本費用。 針對2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，并提供了水環(huán)式真空泵軸承故障分析的經(jīng)驗，供大家參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平

38、帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主

39、要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)注入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉水環(huán)。由于離心力的作用，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若干個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那么葉輪在之前的前180 時封閉小腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉

40、輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離后氣體再由放氣管放出，而工作液流回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，不能滿足過濾機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。 (3) 水環(huán)式真空泵在這幾年流量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致其他裝置不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，最終影響催化劑產(chǎn)量。 (4) 在設(shè)備長周期運

41、轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)真空泵兩端軸承磨損或轉(zhuǎn)子軸頭磨損，使得軸承跑套，設(shè)備振動，響聲大，嚴(yán)重時無法正常運行。4、設(shè)備故障原因分析 4.1、筒體和側(cè)板腐蝕變形分析 2BE1-403-0E 型真空泵為水環(huán)氣體泵，其筒體及側(cè)板都是由碳鋼鋼板卷制焊接而成。碳鋼在純凈的水中，腐蝕速度較小，但只要水中含有少量的酸性離子，材料的腐蝕速度就會明顯加快。催化劑裝置的水平帶式濾機(jī)，在生產(chǎn)過程中過濾的NY 分子篩濾餅中的某些物質(zhì)會分解散發(fā)出三氧化硫，氯化氫氣體。這些酸性氣體隨其他氣體一起被水環(huán)真空泵吸入泵腔。真空泵中加入的工作液為管網(wǎng)化學(xué)水，其中含有硫酸離子。含有硫酸離子的工作液與工作介質(zhì)中的三氧化硫，氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，

42、生成稀硫酸和鹽酸，直接腐蝕筒體和側(cè)板。腐蝕配件反應(yīng)機(jī)理如下。Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe + H20 + SO3 = FeSO4 + H2( 鐵) 另一方面，真空泵吸入的工作介質(zhì)中混有固體顆粒狀催化劑半成品。這些白色固體顆粒物和腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)生成的酸性液體混合，成為強(qiáng)酸性稀泥漿。這種稀泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，將結(jié)構(gòu)疏松的FeCl2，F(xiàn)eSO4迅速磨損掉。這種磨損對未被腐蝕的碳鋼材料磨損破壞也非常嚴(yán)重。酸性腐蝕和固體顆粒物磨損共同作用，使筒體和側(cè)板不斷的非均勻減薄，直至穿孔泄露。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵的設(shè)計極限真空度達(dá)到了98 kPa，而改造之前普遍偏低。

43、 4.2、真空泵真空度過低分析 在70 KPa 上下浮動。排除設(shè)備老化的因素，主要是由于酸腐蝕及固體顆粒物磨損，增大了葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞了壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。真空泵流道的幾何形狀是經(jīng)過模擬計算并反復(fù)試驗確定的，一旦流道破壞就會使真空泵的效率急劇下降，直接導(dǎo)致真空泵真空度不達(dá)標(biāo)。 4.3、水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足分析 由于真空泵殼體長時間結(jié)垢，形成很厚污垢，將泵殼空間堵塞，如圖5 所示。在污垢中，酸腐蝕及固體顆粒物磨損，破壞了泵壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。電機(jī)軸端輸入的能量有相當(dāng)大的一部分以泵腔內(nèi)液體激烈碰撞的形式轉(zhuǎn)化為輸送介質(zhì)的內(nèi)能，而不是動能。另外，

44、由于酸性泥漿的腐蝕，泵的流道內(nèi)凹凸不平，固體顆粒物大量附著在內(nèi)壁上，減小了流通截面。最終導(dǎo)致水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足，耽誤生產(chǎn)。圖5 殼體積料 4.4、水環(huán)式真空泵軸承頻繁更換，運行噪聲大 真空泵筒體與側(cè)板內(nèi)壁腐蝕磨損嚴(yán)重，非常粗糙。這增大了葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞了原本穩(wěn)定的層流液環(huán)。白色酸性稀泥漿裹挾著介質(zhì)氣體以湍流的形式在筒體內(nèi)激烈碰撞，引起真空泵劇烈振動，損壞軸承并產(chǎn)生噪音。5、分析軸承故障舉例 2011 年3 月9 日，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)該泵后端軸承箱發(fā)出 轟隆隆 間斷異常響聲，溫度較高為61 。通過儀器軸承振動儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2 所列。 故障原因分析，觀察振動值和

45、CF 值: OA 值前后端垂直方向峰值高達(dá)28. 31 mm/s，前端軸承有磨損。 觀察分析真空泵自由端的垂直、水平、軸向三個方向頻譜圖，如圖6 8 所示。表2 二套分子篩裝置真空泵監(jiān)測數(shù)據(jù)圖6 真空泵自由端垂直方向頻譜圖 圖7 真空泵自由端水平方向圖8 真空泵自由端的軸向方向 圖6 頻譜圖反映在低頻處頻帶，峰值都很高，達(dá)到22. 19 mm/s，說明真空泵自由端軸承振動嚴(yán)重。圖7、8 頻譜圖可看出兩圖形基本相同，都有明顯軸承倍頻，邊帶現(xiàn)象。說明真空泵自由端存在軸承故障。同時，憑借經(jīng)驗結(jié)合表2 振動OA 值，觀察數(shù)據(jù)分析，初步認(rèn)為軸承磨損，轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn)象。及時向車間施工反映該設(shè)備狀況，建議

46、檢修處理故障。 在2011 年3 月10 日打開設(shè)備拆檢配件，發(fā)現(xiàn)軸承跑外套，軸承盒磨損0. 55 mm，軸磨損0. 90 mm，形成溝槽，如圖9 所示。圖9 真空泵自由端的軸頭 處理過程: 對真空泵轉(zhuǎn)子自由端的軸頭進(jìn)行了堆焊加工處理，并更換32230 二套軸承和6230 一套軸承。檢修后試車，設(shè)備運行正常。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵在長期使用中，經(jīng)常發(fā)生的這種類型的故障，經(jīng)過不斷的分析，對故障進(jìn)行針對性處理后，可繼續(xù)延長設(shè)備的運行周期，大大降低了檢維修成本費用。 針對2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析瞭水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，並提供瞭水環(huán)式真空泵軸承故

47、障分析的經(jīng)驗，供大傢參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真

48、空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)註入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，形成瞭一個決定於泵腔形狀的近似於等厚度的封閉水環(huán)。由於離心力的作用，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)目相等的若幹個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那麼葉輪在之前的前180 時封閉小

49、腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終瞭時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離後氣體再由放氣管放出，而工作液流回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，不能滿足過濾機(jī)的生產(chǎn)工藝要求。 (3) 水環(huán)式真空泵在這幾

50、年流量嚴(yán)重不足，導(dǎo)致其他裝置不能滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)，最終影響催化劑產(chǎn)量。 (4) 在設(shè)備長周期運轉(zhuǎn)中，經(jīng)常出現(xiàn)真空泵兩端軸承磨損或轉(zhuǎn)子軸頭磨損，使得軸承跑套，設(shè)備振動，響聲大，嚴(yán)重時無法正常運行。4、設(shè)備故障原因分析 4.1、筒體和側(cè)板腐蝕變形分析 2BE1-403-0E 型真空泵為水環(huán)氣體泵，其筒體及側(cè)板都是由碳鋼鋼板卷制焊接而成。碳鋼在純凈的水中，腐蝕速度較小，但隻要水中含有少量的酸性離子，材料的腐蝕速度就會明顯加快。催化劑裝置的水平帶式濾機(jī)，在生產(chǎn)過程中過濾的NY 分子篩濾餅中的某些物質(zhì)會分解散發(fā)出三氧化硫，氯化氫氣體。這些酸性氣體隨其他氣體一起被水環(huán)真空泵吸入泵腔。真空泵中加入的工作液為管網(wǎng)化

51、學(xué)水，其中含有硫酸離子。含有硫酸離子的工作液與工作介質(zhì)中的三氧化硫，氯化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成稀硫酸和鹽酸，直接腐蝕筒體和側(cè)板。腐蝕配件反應(yīng)機(jī)理如下。Fe + 2HCl = FeCl2 + H2Fe + H20 + SO3 = FeSO4 + H2( 鐵) 另一方面，真空泵吸入的工作介質(zhì)中混有固體顆粒狀催化劑半成品。這些白色固體顆粒物和腔內(nèi)化學(xué)反應(yīng)生成的酸性液體混合，成為強(qiáng)酸性稀泥漿。這種稀泥漿在葉輪的帶動下高速旋轉(zhuǎn)，將結(jié)構(gòu)疏松的FeCl2，F(xiàn)eSO4迅速磨損掉。這種磨損對未被腐蝕的碳鋼材料磨損破壞也非常嚴(yán)重。酸性腐蝕和固體顆粒物磨損共同作用，使筒體和側(cè)板不斷的非均勻減薄，直至穿孔泄露。 2BE

52、1-403-0E 型水環(huán)式真空泵的設(shè)計極限真空度達(dá)到瞭98 kPa，而改造之前普遍偏低。 4.2、真空泵真空度過低分析 在70 KPa 上下浮動。排除設(shè)備老化的因素，主要是由於酸腐蝕及固體顆粒物磨損，增大瞭葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞瞭壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。真空泵流道的幾何形狀是經(jīng)過模擬計算並反復(fù)試驗確定的，一旦流道破壞就會使真空泵的效率急劇下降，直接導(dǎo)致真空泵真空度不達(dá)標(biāo)。 4.3、水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足分析 由於真空泵殼體長時間結(jié)垢，形成很厚污垢，將泵殼空間堵塞，如圖5 所示。在污垢中，酸腐蝕及固體顆粒物磨損，破壞瞭泵壓縮流道的幾何形狀，引起湍流和回流。電機(jī)軸端輸入

53、的能量有相當(dāng)大的一部分以泵腔內(nèi)液體激烈碰撞的形式轉(zhuǎn)化為輸送介質(zhì)的內(nèi)能，而不是動能。另外，由於酸性泥漿的腐蝕，泵的流道內(nèi)凹凸不平，固體顆粒物大量附著在內(nèi)壁上，減小瞭流通截面。最終導(dǎo)致水環(huán)式真空泵流量嚴(yán)重不足，耽誤生產(chǎn)。圖5 殼體積料 4.4、水環(huán)式真空泵軸承頻繁更換，運行噪聲大 真空泵筒體與側(cè)板內(nèi)壁腐蝕磨損嚴(yán)重，非常粗糙。這增大瞭葉輪邊緣與筒體和側(cè)板之間的距離，破壞瞭原本穩(wěn)定的層流液環(huán)。白色酸性稀泥漿裹挾著介質(zhì)氣體以湍流的形式在筒體內(nèi)激烈碰撞，引起真空泵劇烈振動，損壞軸承並產(chǎn)生噪音。5、分析軸承故障舉例 2011 年3 月9 日，監(jiān)測人員在監(jiān)測過程中發(fā)現(xiàn)該泵後端軸承箱發(fā)出 轟隆隆 間斷異常響聲，

54、溫度較高為61 。通過儀器軸承振動儀監(jiān)測數(shù)據(jù)，如表2 所列。 故障原因分析，觀察振動值和CF 值: OA 值前後端垂直方向峰值高達(dá)28. 31 mm/s，前端軸承有磨損。 觀察分析真空泵自由端的垂直、水平、軸向三個方向頻譜圖，如圖6 8 所示。表2 二套分子篩裝置真空泵監(jiān)測數(shù)據(jù)圖6 真空泵自由端垂直方向頻譜圖 圖7 真空泵自由端水平方向圖8 真空泵自由端的軸向方向 圖6 頻譜圖反映在低頻處頻帶，峰值都很高，達(dá)到22. 19 mm/s，說明真空泵自由端軸承振動嚴(yán)重。圖7、8 頻譜圖可看出兩圖形基本相同，都有明顯軸承倍頻，邊帶現(xiàn)象。說明真空泵自由端存在軸承故障。同時，憑借經(jīng)驗結(jié)合表2 振動OA 值

55、，觀察數(shù)據(jù)分析，初步認(rèn)為軸承磨損，轉(zhuǎn)子存在不平衡現(xiàn)象。及時向車間施工反映該設(shè)備狀況，建議檢修處理故障。 在2011 年3 月10 日打開設(shè)備拆檢配件，發(fā)現(xiàn)軸承跑外套，軸承盒磨損0. 55 mm，軸磨損0. 90 mm，形成溝槽，如圖9 所示。圖9 真空泵自由端的軸頭 處理過程: 對真空泵轉(zhuǎn)子自由端的軸頭進(jìn)行瞭堆焊加工處理，並更換32230 二套軸承和6230 一套軸承。檢修後試車，設(shè)備運行正常。 2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵在長期使用中，經(jīng)常發(fā)生的這種類型的故障，經(jīng)過不斷的分析，對故障進(jìn)行針對性處理後，可繼續(xù)延長設(shè)備的運行周期，大大降低瞭檢維修成本費用。 針對2BE1-403-0E

56、型水環(huán)式真空泵運行現(xiàn)狀，系統(tǒng)分析了水環(huán)式真空泵常發(fā)故障的原因，并提供了水環(huán)式真空泵軸承故障分析的經(jīng)驗，供大家參考。 2BE1-403 - 0E 型水環(huán)式真空泵主要作用是抽去水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體，為過濾機(jī)提供真空環(huán)境。真空泵如果不能正常運轉(zhuǎn)，相對應(yīng)的過濾機(jī)也就無法工作。該真空泵在運行過程中，經(jīng)常出現(xiàn)筒體與側(cè)板腐蝕泄漏、真空度過低、流量不足等問題，造成設(shè)備運行技術(shù)指標(biāo)不合格，無法滿足工藝要求，導(dǎo)致頻繁停機(jī)檢修，這直接影響到整個裝置的正常生產(chǎn)。為此，針對此現(xiàn)狀，為解決該裝置瓶頸，將2BE1-403-0E型水環(huán)式真空泵改造作為技術(shù)攻關(guān)改造項目。2、設(shè)備參數(shù)與工作原理 2.1、真空泵的性能參數(shù) 真空泵的

57、性能參數(shù)表如表1 所列。輸送介質(zhì)為水平帶式過濾機(jī)內(nèi)氣體。工作液為管網(wǎng)化學(xué)循環(huán)水。表1 真空泵的性能參數(shù)表 2.2、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 水環(huán)式真空泵主要由兩側(cè)的端蓋、與端蓋緊挨著的側(cè)板、中間的筒體、中間的葉輪共同組成，見圖1。圖1 水環(huán)式真空泵結(jié)構(gòu)圖 2.3、2BE1-403-0E 型水環(huán)式真空泵工作原理 首先在水環(huán)式真空泵圓柱形泵缸內(nèi)注入約1 /3量的工作液，葉輪偏心地裝在泵缸內(nèi)，當(dāng)葉輪按圖中順時針方向旋轉(zhuǎn)時，水被葉輪拋向四周，形成了一個決定于泵腔形狀的近似于等厚度的封閉水環(huán)。由于離心力的作用，此時葉輪輪轂與水環(huán)之間形成一個月牙形空間，而這一空間又被葉輪分成和葉片數(shù)

58、目相等的若干個小腔。如果以葉輪的6 點鐘方向為基準(zhǔn)點，那么葉輪在之前的前180 時封閉小腔的容積由小變大，形成負(fù)壓。此時氣體由吸氣口被吸入，當(dāng)吸氣終了時小腔則與吸氣口隔絕。當(dāng)葉輪繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，經(jīng)過6點鐘基準(zhǔn)方向，小腔開始由大變小，使氣體被壓縮; 當(dāng)小腔與排氣口相通時，氣與水便由排氣孔經(jīng)接頭沿排氣管進(jìn)入氣水分離器中，自動分離后氣體再由放氣管放出，而工作液流回腔內(nèi)重復(fù)使用，如圖2 所示。圖2 水環(huán)式真空泵工作原理圖3、真空泵的現(xiàn)狀調(diào)查 根據(jù)設(shè)備拆開檢查分析，將故障類型大致分為以下幾類。 (1) 側(cè)板和筒體腐蝕變形嚴(yán)重如圖3、4 所示，有時甚至穿孔泄漏。圖3 側(cè)板、筒體腐蝕情況圖4 筒體腐蝕補(bǔ)疤情況 (2) 水環(huán)式真空泵真空度過低，