凝液泵透平蜗轮失效原因分析及改进措施
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发布时间：2018/2/11 16:12:47 点击数：302
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[1]，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[2]。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。
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