王凱

（中鋁中州鋁業(yè)有限公司，河南 焦作 454174）

1 前言

蒸發(fā)器是氧化鋁生產(chǎn)企業(yè)中必備的重要設(shè)備之一。強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器大多在燒結(jié)法工藝中采用，或在拜耳法蒸發(fā)器的閃蒸器后增加強(qiáng)制循環(huán)效作為進(jìn)一步提高母液濃度，從而達(dá)到排除生產(chǎn)系統(tǒng)中碳酸鈉的作用?；炝鞅檬菑?qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器必備的關(guān)鍵設(shè)備。中鋁中州鋁業(yè)有限公司共有強(qiáng)制循環(huán)泵六臺(tái)，其軸封均采用非平衡式機(jī)械密封，該設(shè)備由于輸送的介質(zhì)為高濃度的碳酸鈉或氫氧化鈉溶液，因此腐蝕較嚴(yán)重，機(jī)械密封由于腐蝕運(yùn)行周期一般在6-15個(gè)月。由于該設(shè)備體積較大（流量9800m3/h，揚(yáng)程2.5米，進(jìn)出口直徑1.4米），因此檢修工作量較大。常規(guī)檢修8個(gè)人需32小時(shí)，通過對設(shè)備結(jié)構(gòu)的研究，針對工作量最大的進(jìn)出口管道割除安裝，葉輪備帽拆安，以及葉輪的拆安等影響檢修工期及工作量的環(huán)節(jié)進(jìn)行專項(xiàng)分析，本文通過分析對檢修方案及順序做了革命性調(diào)整，現(xiàn)在檢修該設(shè)備僅需6個(gè)人16小時(shí)即可完成。

1 混流泵照片、結(jié)構(gòu)及各部構(gòu)成，簡圖如下：

圖1 蒸發(fā)混流泵結(jié)構(gòu)簡圖

如圖1所示：機(jī)械密封（4）安裝需從葉輪側(cè)推到位后將軸與機(jī)械密封一同裝入泵殼中。因此我們事前將軸承體（1）與前后軸承（3）、梅花聯(lián)軸節(jié)（2）、機(jī)械密封（4）以及軸組成部件（軸承體總成）備用。

2 改進(jìn)前檢修過程

拆檢過程：將進(jìn)口桶節(jié)（10）從中間將筒體整體割去1000mm左右吊出，前泵蓋（7）卸掉，卸掉葉輪背帽（8），再在葉輪輪轂前端部（進(jìn)料管側(cè)為前，軸承體側(cè)為后）焊上兩根拉桿做成千斤頂支架，將葉輪頂出，接著將軸承體與泵殼連接螺栓拆除，再將軸承體從泵殼中拆出。

安裝過程：首先將組裝好的軸承體組件與泵殼連接好，然后將葉輪從泵殼前端裝入軸內(nèi)，再將葉輪背帽上緊，然后將前泵蓋上好，最后將割掉的進(jìn)口筒節(jié)對好并將兩道焊口滿焊好后試漏。

3 該檢修過程存在以下幾個(gè)難點(diǎn)與問題

3.1 進(jìn)口筒節(jié)割除存在的問題如下

（1）進(jìn)口筒節(jié)直徑為1.4米，因此無論是割去一節(jié)還是安裝時(shí)對口難度，焊接工作量均較大，僅拆裝進(jìn)口筒節(jié)兩個(gè)焊工同時(shí)不停施焊就需要至少四個(gè)小時(shí)時(shí)間。

（2）進(jìn)口筒節(jié)每次檢修時(shí)均需增加兩道焊口，使得進(jìn)口筒節(jié)極易磨損并增加許多泄漏點(diǎn)，使得筒節(jié)上焊縫壓焊縫，經(jīng)常需要進(jìn)行更換，無故了增加備件及檢修費(fèi)用。

（3）由于進(jìn)口筒節(jié)割除焊接過程管道及相鄰法蘭受熱較大，因此經(jīng)常出現(xiàn)檢修結(jié)束后進(jìn)口筒節(jié)兩側(cè)未動(dòng)的法蘭泄漏，造成重復(fù)性檢修并且無限延長檢修時(shí)間，每道法蘭更換密封墊至少需要四人八小時(shí)，且因墊子較大費(fèi)用較高。

（4）由于焊口較長，焊接工作量較大，因此檢修結(jié)束后基本都需蒸發(fā)器內(nèi)進(jìn)水試漏，經(jīng)反復(fù)補(bǔ)焊后才能交工，不但延長檢修時(shí)間且耽誤設(shè)備及時(shí)開啟，且大量消耗焊條等輔材費(fèi)用。

3.2 背帽拆除困難。

該設(shè)備葉輪背帽開始時(shí)設(shè)計(jì)為圓形，其直徑達(dá)到300mm，重量較重，拆卸非常困難，最長時(shí)僅背帽拆除就用過2-3天時(shí)間，后經(jīng)多次改進(jìn)，將背帽改為方形，做一方形工具，用幾米長的加力桿進(jìn)行拆除，大大節(jié)約了拆除時(shí)間，但一般也需4-5個(gè)人1～2小時(shí)時(shí)間，且該拆除方法全靠人力進(jìn)行，因此非常消耗體力。

進(jìn)口筒節(jié)之所以要割去一節(jié)，也主要是為了拆卸背帽與葉輪方便所為。因此背帽拆除是該設(shè)備檢修過程中的難點(diǎn)之一。

3.3 前泵蓋拆除困難。

前泵蓋直徑達(dá)到1.7米，僅一圈M30的螺栓就有48條，雖然現(xiàn)在采用了風(fēng)動(dòng)扳手大大節(jié)約了拆除時(shí)間且降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，但僅拆除螺栓也需3個(gè)人1個(gè)小時(shí)時(shí)間。工作量仍然較大。且螺栓拆除后由于泵蓋直徑較大，其與泵殼配合面由于長期運(yùn)行結(jié)疤結(jié)的較死，因此泵蓋與泵殼分離也成為檢修過程中較困難的環(huán)節(jié)之一。最長時(shí)僅泵蓋拆除也出現(xiàn)過兩個(gè)班時(shí)間。且拆除及安裝時(shí)由于泵蓋需嵌入泵殼內(nèi)，檢修時(shí)無法將泵蓋吊正，因此僅在設(shè)備上部至少需設(shè)置3臺(tái)手拉葫蘆，且屬于歪拉斜吊，還需人工將泵蓋推進(jìn)泵殼內(nèi)方可完成，造成檢修現(xiàn)場危險(xiǎn)因素大大增加，且工作量較大。檢修過程中就曾出現(xiàn)過由于人員少造成泵蓋晃動(dòng)傷人的情況。

3.4 葉輪拆除困難。

葉輪直徑1.7米，正是因?yàn)樵撛O(shè)備葉輪設(shè)計(jì)與泵蓋直徑相同，所以要想將葉輪從泵殼前端拆除，必須將前泵蓋拆除，這也是前泵蓋必須拆除的原因。由于葉輪直徑較大，重量較重，雖然其與軸之間系錐度鍵連接，但由于軸與葉輪之間無法避免物料進(jìn)入，因此配合面之間常被結(jié)疤結(jié)死，因此拆除困難?，F(xiàn)在采用液壓千斤頂（100t）進(jìn)行拆除。（如下圖2所示），先在輪轂端面對稱焊上兩根M40的拉桿，并須用加固連接板進(jìn)行加固，以防焊接面積較小無法承受千斤頂?shù)膲毫Χ撻_。由于位置較小，且輪轂端面較窄，使得焊接難度較大，往往僅焊接并加固兩條拉桿就需近2個(gè)小時(shí)時(shí)間。拉桿焊接好后，套上制作好的背板，加上千斤頂方可將葉輪頂出。因此葉輪輪轂處設(shè)置千斤頂?shù)倪^程也成為該檢修過程中的難點(diǎn)之一。

且葉輪在安裝過程中難度也較大，與前泵蓋相比，葉輪安裝難度更大，因?yàn)槿~輪重量較前泵蓋重，且葉輪安裝位置在泵殼內(nèi)，因此吊裝難度更大，往往除設(shè)置三臺(tái)手拉葫蘆外，還需至少5個(gè)人靠人力將懸掛在泵殼外的葉輪推入泵殼內(nèi)并將軸插入輪轂中。該過程危險(xiǎn)系數(shù)較大，需要的人力較多，安裝時(shí)間較長。因此葉輪安裝也是該設(shè)備檢修過程的難點(diǎn)之一。

而當(dāng)葉輪拆除后，軸承體的拆除并不困難，用風(fēng)動(dòng)扳手將軸承體與泵殼連接的24條螺栓拆除后，設(shè)置兩臺(tái)手拉葫蘆即可將軸承體從泵殼內(nèi)取出，新軸承體安裝與拆除相反，整個(gè)軸承體的拆裝過程需5個(gè)小時(shí)左右。

4 新的檢修模式建立

綜上所述，整個(gè)檢修過程中難點(diǎn)較多，危險(xiǎn)系數(shù)較多，工作量較大。于是我們對混流泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，考慮檢修模式能否進(jìn)行改變，經(jīng)過現(xiàn)場考察研究，我認(rèn)為可以按下述程序進(jìn)行檢修。

（1）拆除軸承體與泵殼連接的24條螺栓。

（2）將進(jìn)口筒節(jié)上的人孔打開，檢修人員進(jìn)入筒節(jié)內(nèi)部，因該處直徑達(dá)1.4米，因此操作空間足夠。

（3）將葉輪背帽割除，雖第一次割除時(shí)較困難，但此工作為一次性工作，且割除存在的不確定因素少，只是時(shí)間問題。

經(jīng)過研究準(zhǔn)備將背帽去除后不再設(shè)置背帽，因?yàn)楸趁钡闹饕饔檬侨~輪安裝到位后防止運(yùn)行過程中葉輪從軸中脫出，或許還可起到將葉輪與軸推緊的作用（該作用在改變檢修方式后不需要，后邊將會(huì)闡述葉輪與軸自然壓緊的方法），那么完全可以將背帽去除，待葉輪與軸完成配合后，在軸與葉輪輪轂處直接焊接擋板（如圖3所示），將擋板與軸滿焊，與葉輪輪轂斷焊即可，拆卸時(shí)將擋板割掉即相當(dāng)于將背帽拆除，可以大大減輕工作量，且減少了許多不確定因素。（如因備帽與軸配合的絲扣處進(jìn)堿后形成結(jié)疤，使得備帽拆除異常困難，實(shí)際檢修過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)備帽幾個(gè)小時(shí)拆不掉的現(xiàn)象，最后沒辦法只有將備帽割除，浪費(fèi)備件且造成檢修時(shí)間無法確定）

（4）拆除葉輪的問題，此處是檢修方式改變的重點(diǎn)之處（如圖4所示），過去是拆葉輪，改造后將葉輪與前泵蓋7之間30mm的縫隙中用30mm的小塊鋼板填入后，將前泵蓋、小塊鋼板及葉輪焊接到一起，此處在葉輪外圓的直徑方向?qū)ΨQ焊5處。目的就是將葉輪與前泵蓋連接到一起。

（5）接下來就是將軸承體與泵殼之間的24條連接螺栓拆除。

（6）然后還是用過去拆卸葉輪的方法將軸承體組件從泵殼中頂出。此處我們進(jìn)行了一些改進(jìn)，方法如下圖5所示：首先我們制作與輪轂端部相配合的異形法蘭，厚度為40mm，將其與輪轂端部焊接牢固，此法蘭可永久留在泵殼內(nèi)無需拆除，因此為下次檢修提供了方便。其余操作與上述3.4葉輪拆除方法一致，但是由于有了與輪轂焊接為一體的法蘭存在，千斤頂支架所需的拉桿只需用螺絲將其與法蘭連接即可，改變了過去拉桿與輪轂之間需焊接，且經(jīng)常焊接不牢固的問題。因?yàn)榇藭r(shí)葉輪已與泵蓋焊接為整體，因此用千斤頂頂住軸即可將軸承體總成從葉輪輪轂中頂出，此時(shí)只需在泵殼外邊將軸承體總成用葫蘆拉住，并可在外部同時(shí)用葫蘆將軸承體總成向外拉，減輕了千斤頂?shù)膲毫?。最終軸承體總成從葉輪輪轂中脫出后將其拉出泵殼即可。

（7）軸承體被頂出后，即將新軸承體裝入，當(dāng)軸承體與泵殼連接的24條螺栓背上螺母后，只要用風(fēng)動(dòng)板手將螺母上緊，由于葉輪位置已固定，只要將軸承體總成靠螺絲緊到位，則葉輪與軸之間的軸向位置自然到位。24條螺絲的軸向推力要比軸上備帽頂葉輪的推力大得多。因此改進(jìn)前葉輪是否到位必須靠千斤頂?shù)淖饔?，且到位與否還需人為判斷。

（8）按4.3講述的方式將軸與葉輪輪轂直接用擋板連接，即相當(dāng)于過去將背帽上好。

（9）最后將前泵蓋與葉輪之間的小塊鋼板（見圖4）割除即可。此時(shí)檢修任務(wù)結(jié)束，因?yàn)闆]有割除進(jìn)口筒節(jié)，只需將人孔封住即可。

5 檢修模式改進(jìn)后的效果

（1）檢修模式改進(jìn)后省去了進(jìn)口筒節(jié)割除、恢復(fù)的工作，省去了前泵蓋的拆除與安裝工作；省去了葉輪的拆除與安裝工作等。不但大量節(jié)約了人力物力，節(jié)約檢修時(shí)間，并且使進(jìn)口筒節(jié)的使用周期大大延長，節(jié)約了備件費(fèi)用。

（2）檢修過程簡化后，大大減少了檢修過程中不確定因素，如因割除與焊接進(jìn)口筒節(jié)過程造成墊子損壞；因焊接工作量大而造成試車過程泄漏等問題，使得檢修成功率大大增加。

（3）該檢修方式經(jīng)試用后效果非常明顯，基本達(dá)到預(yù)期效果，檢修時(shí)間縮短至少1/3，工作量減少較多。

6 結(jié)語

通過我們對蒸發(fā)器混流泵檢修模式的改進(jìn)，使檢修工作量大大減輕，縮短了檢修時(shí)間，為生產(chǎn)的連續(xù)性起到了重要作用。此項(xiàng)措施對于氧化鋁行業(yè)混流泵的檢修具有參考和推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]惲超世，氧化鋁生產(chǎn)設(shè)備，北京市新聞出版局：1990.9