章勤奮

(武漢鋼鐵有限公司,湖北 武漢 430000)

轉(zhuǎn)爐OG系統(tǒng)高壓循環(huán)泵故障分析及維修

章勤奮

(武漢鋼鐵有限公司,湖北 武漢 430000)

本文通過(guò)對(duì)煉鋼廠轉(zhuǎn)爐OG系統(tǒng)高壓循環(huán)泵的運(yùn)行系統(tǒng)介紹、內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析及外部運(yùn)行環(huán)境的特點(diǎn)介紹,并結(jié)合水泵機(jī)械密封的原理,查找高壓循環(huán)泵壽命短、故障頻繁原因.并針對(duì)故障原因,制定維修策略,提高高壓循環(huán)泵使用壽命.

高壓循環(huán)泵;機(jī)械密封;熱交換器;冷卻管道;潤(rùn)滑

轉(zhuǎn)爐一次煙氣除塵系統(tǒng)采用未燃法、濕式凈化回收系統(tǒng),稱OG系統(tǒng),OG系統(tǒng)主要由煙氣冷卻、煙氣凈化、煤氣回收和污水處理等系統(tǒng)組成.高壓循環(huán)泵為煙氣冷卻系統(tǒng)中的重要設(shè)備,一旦高壓循環(huán)泵出現(xiàn)故障,轉(zhuǎn)爐煙氣冷卻系統(tǒng)將無(wú)法正常運(yùn)行,轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)必須停止.

某廠轉(zhuǎn)爐高壓循環(huán)泵持續(xù)出現(xiàn)使用壽命較短現(xiàn)象,平均壽命逐漸降低,部分更換上線的高壓泵只使用一個(gè)星期就出現(xiàn)故障,極大的影響了該廠生產(chǎn)的順利進(jìn)行.該廠專業(yè)技術(shù)人員進(jìn)行仔細(xì)、認(rèn)真的研究及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,通過(guò)查找故障原因及制定維修方案,最終解決了轉(zhuǎn)爐高壓循環(huán)泵使用壽命較短問(wèn)題,確保了轉(zhuǎn)爐OG系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行.

1 高壓循環(huán)泵設(shè)備簡(jiǎn)介

1.1 高壓循環(huán)泵結(jié)構(gòu)介紹

高壓循環(huán)水泵主要作用是將鍋爐水從汽包送至固定煙罩的高壓汽化冷卻循環(huán)系統(tǒng)中,再返回汽包.每座轉(zhuǎn)爐配置2臺(tái)高壓循環(huán)水泵,1臺(tái)運(yùn)行,1臺(tái)備用.水泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1.

圖1

高壓循環(huán)泵最為核心的部件就是機(jī)械密封,機(jī)械密封主要是阻斷水泵輸送的水沿主軸方向漏出.下面簡(jiǎn)要談?wù)剻C(jī)械密封工作原理.機(jī)械密封是靠一對(duì)或數(shù)對(duì)垂直于軸作相對(duì)滑動(dòng)的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達(dá)到阻漏的軸封裝置.

圖2 機(jī)械密封結(jié)構(gòu)

常用機(jī)械密封結(jié)構(gòu)如圖2所示.由靜止環(huán)(靜環(huán))1、旋轉(zhuǎn)環(huán)(動(dòng)環(huán))2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成,防轉(zhuǎn)銷(xiāo)7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng).旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補(bǔ)償能力而稱為補(bǔ)償環(huán)或非補(bǔ)償環(huán).機(jī)械密封中流體可能泄漏的途徑有如圖2中的A、B、C、D四個(gè)通道.C、D泄漏通道分別是靜止環(huán)與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封,二者均屬靜密封.B通道是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸之間的密封,當(dāng)端面摩擦磨損后,它僅僅能隨補(bǔ)償環(huán)沿軸向作微量的移動(dòng),實(shí)際上仍然是一個(gè)相對(duì)靜密封. A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對(duì)滑動(dòng)的動(dòng)密封,它是機(jī)械密封裝置中的主密封,也是決定機(jī)械密封性能和壽命的關(guān)鍵.

1.2 高壓循環(huán)泵技術(shù)參數(shù)

型號(hào):HPH250-50l;

流量:920m3/h;

揚(yáng)程:60m;

轉(zhuǎn)速:1450r/min;

配用功率:200kW;

介質(zhì):飽和水;

介質(zhì)進(jìn)口壓力:最高3.2MPa;

運(yùn)行溫度:237℃;

設(shè)備耐壓:6.3MPa.

2 高壓循環(huán)泵故障現(xiàn)象

高壓循環(huán)泵運(yùn)行異常,平均使用壽命逐步下降,出現(xiàn)的故障現(xiàn)象主要是循環(huán)泵機(jī)械密封漏水、水泵軸承卡死等故障.

3 故障原因分析

通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行情況及設(shè)備下線解體檢查情況來(lái)看,水泵使用壽命短主要由以下幾個(gè)方面的原因.

(1)高壓循環(huán)泵軸承箱潤(rùn)滑油進(jìn)水,污染軸承箱潤(rùn)滑油,導(dǎo)致軸承在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中潤(rùn)滑狀況惡化,造成軸承損壞,最終導(dǎo)致高壓泵卡死.

(2)高壓水泵冷卻系統(tǒng)管道結(jié)垢,造成冷卻水管道水流阻力增大,冷卻水流量降低,最終導(dǎo)致高壓泵機(jī)械密封冷卻效果不好,造成機(jī)械密封損壞,高壓泵漏水.

(3)冷卻系統(tǒng)中,熱交換器內(nèi)部管道結(jié)垢、破損,造成熱交換器冷卻效果大大降低,最終導(dǎo)致高壓泵機(jī)械密封冷卻效果不好,造成機(jī)械密封損壞,高壓泵漏水.

(4)高壓泵由于長(zhǎng)期運(yùn)行且內(nèi)部溫度較高,泵殼內(nèi)部冷卻腔體結(jié)垢嚴(yán)重,且每次在修復(fù)高壓泵時(shí)候沒(méi)有重視泵殼內(nèi)部冷卻腔體結(jié)垢的清理,造成泵殼內(nèi)部冷卻效果不好,最終也會(huì)導(dǎo)致機(jī)械密封因冷卻不充分,損壞機(jī)械密封,造成高壓泵漏水.

(5)水泵葉輪由于長(zhǎng)期使用,葉輪本體有氣蝕損壞,導(dǎo)致葉輪出現(xiàn)不平衡缺陷,在葉輪高速運(yùn)轉(zhuǎn)中產(chǎn)生較大的軸向、徑向力,影響機(jī)械密封密封性能,導(dǎo)致高壓泵漏水.

(6)水泵葉輪鎖緊螺母松動(dòng),導(dǎo)致葉輪固定失效,葉輪產(chǎn)生軸向竄動(dòng),最終損壞機(jī)械密封,造成高壓泵漏水.

4 維修方案制定

針對(duì)上述故障原因,制定維修方案,維修方案主要從以下兩個(gè)方面實(shí)施.

(1)依據(jù)設(shè)備運(yùn)行現(xiàn)狀,對(duì)高壓循環(huán)泵冷卻系統(tǒng)管道及冷卻器進(jìn)行更換、清理,使得冷卻水流量、壓力、溫度達(dá)到設(shè)計(jì)要求.

(2)加強(qiáng)備件修復(fù)管理,現(xiàn)場(chǎng)檢查備件修復(fù)廠家修復(fù)全過(guò)程,對(duì)修復(fù)過(guò)程中存在的問(wèn)題提出整改要求.

5 具體維修方案實(shí)施

(1)改造高壓循環(huán)泵冷卻水系統(tǒng)管道,原冷卻水管道為鋼管,當(dāng)管內(nèi)出現(xiàn)結(jié)垢后不方便處理,也難以找到鋼管備件.現(xiàn)將鋼管改為金屬軟管,金屬軟管為標(biāo)準(zhǔn)件,可以隨時(shí)進(jìn)行更換處理.

(2)由于冷卻管道中的示流鏡模糊不清,已失去示流作用,無(wú)法從示流鏡中看出是否有冷卻水循環(huán)流動(dòng).改造冷卻水管,取消示流鏡,將冷卻水出水處改為可以看見(jiàn)水流的方式,通過(guò)對(duì)水管改造可以很明顯看到管道冷卻水情況,極大的方便維護(hù)人員對(duì)設(shè)備的點(diǎn)檢工作(圖3).

圖3

(3)對(duì)熱交換器進(jìn)行酸洗清垢,恢復(fù)熱交換器冷卻功能.

(4)由于原高壓泵軸承箱油杯位于熱交換器正下方,若熱交換器水管接頭出漏水,很容易造成水滴入油杯中,導(dǎo)致軸承箱內(nèi)進(jìn)水,污染軸承潤(rùn)滑油,導(dǎo)致軸承因潤(rùn)滑不到位燒損,我們對(duì)油杯進(jìn)行移位處理,消除軸承箱進(jìn)水隱患.

(5)針對(duì)葉輪鎖緊螺母出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象,我們對(duì)修復(fù)廠家提出要求,對(duì)鎖緊螺母使用扭力扳手,使得擰緊扭矩達(dá)到設(shè)計(jì)要求600Nm.

(6)對(duì)于備件修復(fù)廠家修復(fù)過(guò)程發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并提出如下整改意見(jiàn):①對(duì)氣蝕嚴(yán)重的葉輪進(jìn)行修復(fù),并做動(dòng)平衡檢測(cè),要求平衡精度達(dá)到G2.5.②每次修復(fù)水泵,必須清理泵殼冷卻腔體,恢復(fù)泵殼冷卻功能.③修復(fù)水泵后要求對(duì)水泵進(jìn)行打壓試驗(yàn),檢驗(yàn)水泵機(jī)械密封密封功能.

6 維修方案實(shí)施后效果

通過(guò)上述改造措施后,其效果如下.

(1)高壓循環(huán)泵機(jī)械密封冷卻效果大為改善,改造前機(jī)械密封座溫度為120℃,改造后溫度為60℃.

(2)通過(guò)冷卻系統(tǒng)改造,恢復(fù)冷卻系統(tǒng)各參數(shù)要求:密封腔體冷卻水進(jìn)口溫度≤30℃、出口溫度≤45℃、流量達(dá)到6L/min;熱交換器進(jìn)口溫度≤30℃,流量達(dá)到10L/min.

(3)恢復(fù)熱交換器冷卻功能,改造前熱交換器外殼溫度為80℃,經(jīng)過(guò)改造后溫度為40℃.

(4)通過(guò)油杯移位改造,消除軸承箱進(jìn)水隱患,提高軸承使用壽命.

(5)通過(guò)水管改造,可以明顯看出冷卻水管道的水流,方便了設(shè)備維護(hù)人員確認(rèn)冷卻水是否正常.

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A

1671-0711(2017)11(下)-0039-02