凝液泵透平蝸輪失效原因分析及改進措施|資料

乙烯裝置壓縮系統E-GT501透平是凝液泵（位號：E-GA501A）的驅動機，它負責將丙烯制冷壓縮機透平（位號：E-GBT501）的凝結水及時排出，以保證機組的正常運行，1998年6月E-GT501透平蝸輪失效，雖經多次維修效果很不理想，新蝸輪的使用壽命很短，最長不超過20小時，導致透平不能正常工作，使另一臺電機驅動的凝液泵（位號：E-GA501B）一直在沒有備用泵的條件下單臺運行，如果E-GA501B泵突然發生故障，必然會造成丙烯壓縮機組停車，對整個乙烯裝置的穩定生產造成極大的威脅。我們分析并找到了透平蝸輪失效的根本原因，通過改變了蝸輪材質，成功地解決了問題。

原因分析

蝸輪首次失效原因分析

1998年6月蝸輪第一次失效后，我們在對透平的檢查中發現：透平潤滑油箱中含有較多的游離水。由于蝸輪蝸桿的傳動靠齒面的嚙合來實現，其摩擦表面必須建立極壓潤滑膜，它是潤滑油中的極壓劑與金屬表面反應生成的潤滑膜，它具有較高的強度，能承受蝸輪蝸桿嚙合產生的載荷。潤滑油帶水會造成極壓劑失活，使嚙合表面無法形成潤滑膜，導致蝸輪蝸桿表面直接接觸，造成表面磨損。由于蝸輪材質為錫青銅（代號ZQSn10-1），其許用接觸應力為220MN/m2，而蝸桿材質為合金鋼（鋼號：35CrMo），其許用接觸應力為850MN/m2，蝸輪相對蝸桿較軟，所以失效的形式表現為蝸輪輪齒磨損。

我們對潤滑油系統進行了全面分析，最后確認：油系統的水來自透平汽封泄漏蒸汽形成的凝結水。由于透平的保溫被密閉性非常好，漏出的部分蒸汽將不可避免地通過軸承油封進入潤滑油系統。

針對由于潤滑油帶水導致蝸輪失效的問題，我們按照透平的隨機操作手冊要求，每月取樣分析潤滑油的含水量，定期從油箱底部排水，并制定了相關的管理制度。

經過以上的改進措施，E-GT501透平從2000年10月投用，正常運轉已達2年以上，至今仍無損壞跡象，為裝置的穩定運行提供了有力的保證，該透平每年能平衡中壓蒸汽8000余噸，每年可節電15Kw×8000h=120000度，每度按0.6元計算，年可節約7.2萬元電費，經濟效益非常明顯。

由于凝液泵透平蝸輪原設計輪齒接觸強度無余量，導致其頻繁失效，通過改變蝸輪材質，并按照要求制定了相關的管理制度，解決了問題。隨著我國引進國外設備的增加，根據國情差別對原設計條件進行校核，在備件國產化過程中應該得到重視。凝液泵透平蝸輪失效問題的解決過程對此有一定的借鑒意義。