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        GSB-L1型立式高速泵的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)及故障處理

        2018-01-26 08:55:38鄭麗萍
        天津化工 2018年3期
        關(guān)鍵詞:機(jī)封泵體閃蒸

        鄭麗萍

        (河南省中原大化集團(tuán),河南濮陽(yáng)457004)

        為緩解環(huán)保壓力,河南省中原大化集團(tuán)三聚氰胺公司于2004年上了一套高壓廢水處理裝置,三胺廢水高速泵是該套裝置的關(guān)鍵設(shè)備,操作溫度:283℃,出口壓力:10.76MPa。該泵自運(yùn)行以來(lái),先后出現(xiàn)增速箱損壞、泵汽化、機(jī)封泄漏頻繁等現(xiàn)象。針對(duì)該泵出現(xiàn)的問(wèn)題從操作和設(shè)備兩個(gè)方面進(jìn)行了分析,總結(jié)了泵損壞的原因,制定了合理的解決方案,并實(shí)施技術(shù)改進(jìn)。

        1 高速升壓泵工藝流程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

        1.1 工藝流程

        三胺裝置產(chǎn)生的廢水進(jìn)入循環(huán)液閃蒸槽,在0.6MPa、165℃下由高壓廢水泵P3201送入高壓分解塔R3201,在283℃、8.4MPa下將廢水溶液分解成氨和CO2,水解塔氣相回收至急冷尾氣系統(tǒng)回收利用;液相進(jìn)入廢水汽提塔C3201,進(jìn)一步將水解塔水解的氨、CO2汽提分離,經(jīng)冷凝回收,汽提塔C3201底部生成的精制水,可以達(dá)到排放水標(biāo)準(zhǔn),從而實(shí)現(xiàn)三胺裝置廢水處理的目的。

        1.2 泵的基本結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢(shì)

        該泵立式安裝,電機(jī)通過(guò)增速箱通過(guò)兩級(jí)增速轉(zhuǎn)速達(dá)到20445rpm,葉輪安裝在增速箱輸出軸上,增速箱輸出軸軸封(即油封)為機(jī)械密封,泵體軸封也為機(jī)械密封,兩個(gè)機(jī)封都安裝在增速箱輸出軸上,軸向安裝間距小,結(jié)構(gòu)緊湊。GSB-L1型立式高速泵增速箱采用強(qiáng)制潤(rùn)滑,潤(rùn)滑系統(tǒng)主要由下列零部件組成:增速箱油池、主油泵、油冷卻器、油過(guò)濾器、預(yù)潤(rùn)滑輔助系統(tǒng)及相配管件。

        主油泵為齒輪型油泵,由增速箱輸入軸直接驅(qū)動(dòng),油冷卻器為管殼式水冷型,冷卻水壓力不大于1.0MPa,冷卻水流量通過(guò)排出管線上切斷閥來(lái)調(diào)節(jié),保證增速箱油溫在40℃~70℃之間。

        1.3 立式高速離心泵的優(yōu)勢(shì)

        1.3.1 抗汽蝕性能好

        圣達(dá)因泵常為立式結(jié)構(gòu),進(jìn)口管線和出口管線在同一中心線上,葉輪和誘導(dǎo)輪直接安裝在高速軸上,靠反向鎖緊螺栓和鎖緊墊圈進(jìn)行固定。葉輪是全開(kāi)式直線輻射狀,無(wú)軸向載荷,無(wú)需平衡裝置。葉輪前端裝有誘導(dǎo)輪,具有良好的吸入性能、抗汽蝕性。葉背間隙3mm,因此根本不會(huì)發(fā)生因汽蝕而造成的耐磨環(huán)磨損現(xiàn)象。除擴(kuò)散器的噴嘴外,沒(méi)有特別磨損的部位。又由于葉輪前后側(cè)間隙也寬,所以能處理相當(dāng)濃度的料漿和高達(dá)500cp左右的高黏度的液體。

        1.3.2 效率高

        它的高轉(zhuǎn)速是通過(guò)優(yōu)異的增速器來(lái)實(shí)現(xiàn),最高可達(dá)34000r/min,液體以葉輪出口處的切向速度在泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn),只是在擴(kuò)散器處才有一部分流體流出。因此,最高揚(yáng)程可達(dá)1760m,在低比轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi),由于液體與葉片之間幾乎沒(méi)有相對(duì)流動(dòng),水力損失很小,效率比一般離心泵高。1.3.3 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小

        由于高速泵通過(guò)提高轉(zhuǎn)速和特殊的葉輪設(shè)計(jì),所以能產(chǎn)生以往只有多級(jí)離心泵或往復(fù)泵才能得到的高揚(yáng)程,無(wú)論從結(jié)構(gòu)上還是運(yùn)行性能上都具有多級(jí)泵或往復(fù)泵不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。它能承受較高的載荷應(yīng)力,熱沖擊性好,可輸送-130~+260℃的液體;結(jié)構(gòu)緊湊,質(zhì)量輕,體積小,基礎(chǔ)工程簡(jiǎn)單,易于管道中安裝;泵的整體結(jié)構(gòu)為全封閉式,可以在露天安裝運(yùn)輸。

        1.3.4 密封結(jié)構(gòu)獨(dú)特

        該泵的機(jī)械密封屬于靜止、平衡、內(nèi)流式,結(jié)構(gòu)極為緊湊。為了不受泵高速回轉(zhuǎn)而造成的離心影響,在旋轉(zhuǎn)側(cè)僅裝有密封環(huán)(動(dòng)環(huán)),沒(méi)有傳統(tǒng)的動(dòng)環(huán)座,靠葉輪和軸套定位安裝。而靜止側(cè)由密封環(huán)、可自動(dòng)調(diào)心的聚四氟乙烯制的楔行密封圈、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)組成,極為穩(wěn)定。通過(guò)這樣簡(jiǎn)單的構(gòu)成,成功的控制了高速旋轉(zhuǎn)的軸對(duì)泵縱向尺寸的要求。使得在盡可能短的軸向空間,豐富的安裝兩套乃至三套機(jī)械密封以及各種沖洗、排泄、加熱冷卻等輔助設(shè)備。另外密封采用流體壓力平衡型,因此軸封部分與排出壓力的高低無(wú)關(guān),經(jīng)常僅承受接近于吸入壓力的壓力。密封設(shè)計(jì)成內(nèi)流式,泄漏方向與密封面的回轉(zhuǎn)離心力方向相反,有效的限制了軸的高速旋轉(zhuǎn)所造成的影響干擾。該泵的另一獨(dú)到之處在于其極為合理緊湊的沖洗排泄機(jī)構(gòu)。其一是在泵殼上設(shè)計(jì)了旋流分離器,少量流體經(jīng)葉輪切向旋入分離器,在此完成固液分離,干凈的流體經(jīng)管路進(jìn)入密封腔沖洗密封面。另外則在密封腔周圍設(shè)計(jì)外部沖洗回路接口和泄漏管路接口,判斷機(jī)械密封失效方便快捷。

        2 常見(jiàn)故障及原因分析

        2.1 泵汽化

        泵的入口設(shè)備是循環(huán)液閃蒸槽V6117,當(dāng)該槽液位低于20%時(shí),會(huì)造成泵吸入量不夠汽化。汽化發(fā)生時(shí),泵體發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng),增速箱內(nèi)件之間相互碰撞摩擦,造成高速軸、中速軸、活動(dòng)軸承等零部件的損壞。

        2.2 潤(rùn)滑效果不好,增速箱損壞

        增速箱油池的油量約為4L(不包括輔助管線和油冷卻器內(nèi)存油量),油位應(yīng)該保持在油標(biāo)視鏡的1/3~1/2之間。加油時(shí)油位過(guò)高,會(huì)產(chǎn)生大量泡沫及過(guò)熱。另輸入軸骨架油封泄漏,下箱體油機(jī)械密封泄漏,油冷卻器換熱管泄漏等會(huì)引起油位降低,油位過(guò)低,會(huì)使供油量不足,引起油溫升高,油溫高會(huì)造成增速箱內(nèi)軸承潤(rùn)滑不好,引起增速箱內(nèi)件磨損,各配合部位間隙增大,引起泵振動(dòng)。

        2.3機(jī)封泄漏

        由于高速泵運(yùn)行工況苛刻,輸送介質(zhì)為含有固體顆粒的物質(zhì),且機(jī)封油封安裝于同一軸上,結(jié)構(gòu)緊湊,所以一旦介質(zhì)側(cè)機(jī)封發(fā)生泄漏,介質(zhì)很容易通過(guò)松動(dòng)的O型環(huán)或者油封進(jìn)入增速箱,引起增速箱內(nèi)潤(rùn)滑油乳化,造成高速運(yùn)轉(zhuǎn)的高速軸和滑動(dòng)軸承因潤(rùn)滑不良燒結(jié)損壞。

        2.4 油泵故障,油壓低

        該泵采用強(qiáng)制潤(rùn)滑方式,由輔油泵和主油泵為各潤(rùn)滑點(diǎn)提供潤(rùn)滑。啟動(dòng)泵之前需先開(kāi)啟輔油泵,油壓在0.2MPa以上方可啟動(dòng)泵,主油泵磨損、密封面有缺陷,會(huì)造成油壓低,高速泵無(wú)法運(yùn)轉(zhuǎn)。

        3 對(duì)事故問(wèn)題的處理

        3.1 改造

        (1)主控增加液位低報(bào)警開(kāi)關(guān),當(dāng)循環(huán)液閃蒸槽液位低至30%時(shí),主控出現(xiàn)報(bào)警,操作人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)液位,保證泵吸入流量正常。如果需要的話,可開(kāi)大泵副線閥,增大返回到泵前介質(zhì)貯罐的回流量。(2)儀表增加遠(yuǎn)傳信號(hào),控制中心人員可通過(guò)電腦觀察油溫,當(dāng)油溫高于85℃時(shí),安排人員檢查油位、油質(zhì)、油壓等,清理油冷器和冷卻水濾網(wǎng),降低油溫,以防增速箱因油溫高引起潤(rùn)滑不好損壞。(3)增加油壓低聯(lián)鎖,當(dāng)油壓低于0.14MPa時(shí),連鎖動(dòng)作,泵停,以防泵因潤(rùn)滑不好造成增速箱損壞。(4)主油泵密封面加工凹槽,使主油泵更好的定位。(5)油冷器冷卻水進(jìn)出口管線增加導(dǎo)淋,定期反沖換熱管。(6)機(jī)封靜環(huán)座固定螺栓孔鑲套,絲孔由原來(lái)的6mm擴(kuò)大至8mm,對(duì)機(jī)封加固處理,防止靜環(huán)松動(dòng)引起泄漏。

        3.2 改進(jìn)措施

        (1)由于輸送的介質(zhì)溫度高(283℃),直接引液易造成介質(zhì)閃蒸。啟動(dòng)泵前,先打開(kāi)機(jī)封沖洗水,讓液體完全充滿泵體,打開(kāi)出口導(dǎo)淋排放確保泵體內(nèi)無(wú)空氣或介質(zhì)蒸汽,再打開(kāi)入口閥門引液。(2)停車檢修時(shí)檢查循環(huán)液閃蒸槽V3117液位計(jì),如有異常進(jìn)行修復(fù)或更換,避免液位誤報(bào)。(3)由于油冷器原設(shè)計(jì)安裝位置離泵體較近,而泵體的溫度283℃,會(huì)產(chǎn)生輻射熱,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際,將油冷器重新更換安裝位置,有效降低油溫。(4)機(jī)封沖洗水由原來(lái)的300kg/h改為600kg/h,以提高機(jī)封的使用壽命。(5)平時(shí)關(guān)停輔油泵,油壓低于0.2MPa,再啟動(dòng)輔油泵,延長(zhǎng)泵的使用壽命。(6)為防止在潤(rùn)滑油油路上存在氣囊,油冷卻器安裝位置調(diào)整到低于油過(guò)濾器位置。

        4 結(jié)束語(yǔ)

        中原大化公司廢水處理裝置對(duì)三胺裝置的環(huán)保達(dá)標(biāo)排放起著至關(guān)重要的作用,而GSB-L1型立式高速離心泵運(yùn)行情況直接影響裝置的穩(wěn)定,通過(guò)以上各項(xiàng)措施的改進(jìn)實(shí)施,到目前為止,四臺(tái)高速升壓泵運(yùn)行一直較平穩(wěn),設(shè)備使用壽命大大延長(zhǎng),為廢水裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保證。

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