VP干式真空泵故障分析及对策.doc

VP-2310干式真空泵故障分析及对策　　摘要：VP-2310螺杆干式真空泵为碳八抽提苯乙烯装置核心设备之一，共三台，型号为VPS-P1500，均为从韩国进口设备。本文阐述了VP-2310真空泵在运行过程中出现的振动大、过载保护停机、机械密封频繁泄漏等现象，继而导致螺杆弯曲变形，真空泵不能正常工作。通过对真空泵解体检查，对转子受力和热变形情况进行分析计算，得出主要故障原因为：真空泵入口瞬时大量带液导致液击;介质里含有大量易聚合烃类物质，受热聚合粘结螺杆体表面碳化。经过分析，可以通过以下方式改善真空泵运转状况，提高运转周期：一、在泵入口增加带有除沫器的气液分离罐，以避免真空泵入口带液导致液击过载停机;二、将缸体冷却管线由出口气体自冷却改为外接氮气冷却，增强高真空度条件下机体内部散热条件，降低机体内部工作温度，以阻止热聚合物粘结螺杆体表面碳化发生，防止冷却管线被聚合物堵塞而失去冷却作用;三、定期用抽余油浸泡清理真空泵和出口消音器内聚合物，防止聚合物长期积累导致转子摩擦;四、在泵体排气端加装温度探测系统，超高温度停机，防止超高温导致螺杆变形问题发生。五、核心零部件、备件国产化，降低维修成本。 　　1、前言 　　碳八抽提苯乙烯装置VP-2310螺杆干式真空泵为装置的核心设备之一，主要用于保持各分离单元系统负压工况。在实际运转过程中，VP-2310A/B/C工作介质带液情况时有发生，且烃类物质聚合严重，泵运行一段时间后便出现振动大、超电流、机械密封泄漏等故障。 　　1.1VP-2310真空泵简介 　　VP-2310选用型号为VPS-P1500的双螺杆干式真空泵，从韩国进口。螺杆干式真空泵是干式真空泵家族中的一员。所谓干式真空泵，一般认为能在大气压到10-2Pa的压力范围内工作。在泵的抽气流道中，不能有任何油类和液体，排气与大气或火炬等后系统相通，能连续向后系统中排气的泵，也叫无油真空泵。干式螺杆真空泵是利用一对螺杆在泵体内高速反向旋转而产生吸气和排气的抽气设备，具有占地少，辅助系统简单，运转平稳，噪音低，振动小，工作腔内无需油润滑、操作维护方便等优点，可以用于抽除介质内含有大量可凝气体及少量粉尘的工况。但由于螺杆加工精度高，国内使用的干式真空泵大多为进口，无论是整泵还是备件，价格都十分昂贵，使得维修成本较高。以下是VP-2310的结构示意图(图1.1)和技术参数表(表1.1)。 　　 　　 　　1.2 螺杆干式真空泵工作原理 　　与螺杆压缩机相似，螺杆干式真空泵的工作过程分为吸气、压缩和排气三个过程。随着转子的旋转，每对相互啮合的齿相继完成相同的工作循环。 　　1、吸气过程 　　图1.2展示了螺杆干式真空泵的吸气过程。由排气端向吸气端查看，主螺杆顺时针方向旋转，从螺杆逆时针方向旋转，上方为吸气端，下方为排气端。 　　 　　图中a所示为吸气过程即将开始，在这一时刻，这一对齿前段型线完全啮合，且即将与吸气口连接。随着转子开始转动，由于齿的一端逐渐脱离啮合而形成了齿面空间，这个空间体积随着转子转动而逐渐扩大，在其内部形成了短时真空，而此空间与吸气口直接相连，因此气体在压差作用下进入其中，如图b中所示阴影部分。图中c为吸气结束位置，其显著特点是齿面空间达到最大值，空间与吸气口断开，吸气过程结束。 　　2、压缩及排气过程过程 　　图1.3展示了螺杆干式真空泵压缩及排气过程。由排气端向吸气端查看，主螺杆逆时针方向旋转;从螺杆顺时针方向旋转，上方为吸气端，下方为排气端。 　　 　　图中d为压缩过程开始，随着转子的旋转，齿面空间由于齿的逐渐啮合而不断变小，被密封在齿面空间里的气体体积也随之减小，压力升高，从而实现气体的压缩过程，一直持续到过程e，齿面空间与排气口连通之前。在进入过程f时，齿面空间与排气口连通，气体由于压差的作用逐渐由排气口排出，直至过程e，排气过程结束。 　　从上述工作原理可以看出，螺杆干式真空泵是一种容积式泵，气体压缩靠容积的变化来实现，而容积的变化又借助螺杆泵的一对转子在气缸内做回转运动来达到。它的容积在变大和缩小的同时，其空间位置也在变化。 　　目前螺杆干式真空泵转子主要形式有五种，分别为单头等螺距矩形螺纹转子、单头等螺距梯形螺纹转子、单头变螺距梯形螺纹转子、单头等螺距凹面转子和双边对称圆弧型线转子。VP-2310采用的是单头变螺距梯形螺纹转子，转子结构如图1.4所示。 　　 　　单头变螺距梯形螺纹转子主要特点为螺杆螺距从吸气端到排气端按变螺距系数变化，大导程一端为吸入端。开始时吸气量较大，在两转子运转过程中，封闭腔体越来越小，气体被压缩，具有内压缩作用，即边输送边压缩，能够降低整个系统的排气压缩功耗，并对发生在排气口的喘振现象有抑制作用，使机泵运转更加稳定，降低振动和噪音。 　　2、VP-2310真空泵常见故障及原因分