曾明星

(唐山三友鹽化有限公司，河北 唐山 063605)

1 前言

海水制鹽屬于傳統(tǒng)生產(chǎn)行業(yè)，工藝流程簡單，但受制于生產(chǎn)環(huán)境影響，生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)水平、行業(yè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化相對其他行業(yè)發(fā)展緩慢，水平較低。隨著近些年制鹽行業(yè)機(jī)械化發(fā)展，收鹽作業(yè)已逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，收鹽方式主要分為收鹽機(jī)池內(nèi)收鹽和鹽泵輸送收鹽兩種方式。前者對結(jié)晶池池底強(qiáng)度要求較高，需能承受收鹽機(jī)、運(yùn)輸車重量不破壞池板，優(yōu)點(diǎn)為收鹽效率高、設(shè)備相對簡單。唐山三友鹽化有限公司(以下簡稱“公司”)因結(jié)晶池底較軟不適于池內(nèi)收鹽、運(yùn)輸，因此采用鹽泵輸送至坨臺，通過弧形篩或離心機(jī)進(jìn)行鹽、水分離并集坨的方式收鹽。

公司2017年開始采用直吸式收鹽機(jī)進(jìn)行收鹽作業(yè)，主要由牽引柴油機(jī)、集鹽耙、收鹽泵組成。該鹽泵為唐山市水泵廠所生產(chǎn)臥式離心水泵，型號：SY100-40，流量100 m3/h，揚(yáng)程40 m，功率22 kW，轉(zhuǎn)速2 950 r/min，軸承型號6308，軸封采用盤根密封。

因收鹽泵為立式安裝，使轉(zhuǎn)子承受軸向力加大，且輸送介質(zhì)為固液混合物，流體比重、固液混合均勻程度均會有所波動，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子軸向、徑向穩(wěn)定性變差，軸承易損壞。轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定及鹽結(jié)晶對盤根磨損嚴(yán)重，使軸封泄漏頻繁，公司試驗(yàn)使用骨架油封替代盤根，但仍未解決軸封泄漏問題，不但嚴(yán)重影響設(shè)備面貌、腐蝕機(jī)體，鹵水也易淋至泵體進(jìn)入軸承箱導(dǎo)致潤滑失效、軸承損壞，設(shè)備維修頻繁，嚴(yán)重影響收鹽效率。

2 改進(jìn)方案的確定

2.1 鹽泵選型

SY100-40型收鹽泵已在公司使用多年，基數(shù)大、配件存量充足，零部件供應(yīng)系統(tǒng)成熟，且該泵屬于技術(shù)成熟、各行業(yè)中普遍使用的臥式離心泵，具有成本低、結(jié)構(gòu)可靠、易維修等優(yōu)勢，故優(yōu)先選擇以該鹽泵為基礎(chǔ)進(jìn)行改進(jìn)，不宜直接更換泵型。

2.2 鹽泵改進(jìn)

2.2.1 故障分析

該鹽泵為臥式設(shè)計、立式使用，且輸送介質(zhì)為非純凈流體，固液混合流體導(dǎo)致轉(zhuǎn)子運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定、軸向徑向受力軸承易損壞，軸封因顆粒磨損易泄漏。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際維修情況，葉輪因磨損約1 a更換1次至2次，軸承如潤滑狀況良好約3個月至6個月更換一次，如鹵水浸入潤滑失效軸承約1周更換一次，軸封約1周至1個月維修或更換一次。

由此可見，該泵主要為軸封、軸承維修最為頻繁，且軸封泄漏也直接影響軸承使用壽命。軸封、軸承維修均需要對泵體進(jìn)行徹底拆解，工作量大、維修時間長。因此針對軸封、軸承故障率高的問題急需進(jìn)行解決改進(jìn)，重點(diǎn)是首先解決軸封泄漏，其次是軸承損壞。

2.2.2 解決措施

(1)軸封泄漏解決措施。

常見的軸封型式主要有機(jī)械密封、填料密封。

填料密封是一種傳統(tǒng)的接觸式密封，應(yīng)用較廣，對旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的軸允許有軸向竄動。其不足是密封性能稍差，軸不允許有較大的徑向跳動，功耗大、磨損軸、使用壽命短。其結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、維修方便， 但泄漏量大、功率損失大。因此，填料密封用于輸送一般介質(zhì)，如水，不適用于石油及化工介質(zhì)，特別是不能用在貴重、易爆和有毒介質(zhì)中。

機(jī)械密封密封性能好，性能穩(wěn)定，泄漏量很少，摩擦功耗低，使用周期長，對軸磨損很小，但其機(jī)構(gòu)復(fù)雜、制造精度高、價格較貴、維修不方便，加工安裝維修保養(yǎng)比一般密封要求高。機(jī)械密封適用于輸送石油及化工介質(zhì)，可用于不同粘度、強(qiáng)腐蝕性的介質(zhì)。其缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對制造加工要求高；安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；發(fā)生偶然性事故時處理較困難；一次性投資高。

通過兩種軸封類型的優(yōu)缺點(diǎn)對比，機(jī)械密封的高價格、高安裝維修水平要求、泄漏不易處理等特點(diǎn)，不適用于制鹽行業(yè)工人技術(shù)水平相對較低、產(chǎn)業(yè)相對粗獷型的要求，而且收鹽泵輸送介質(zhì)為固液混合物，易導(dǎo)致機(jī)械密封端面受損造成泄漏，在原盤根密封結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行機(jī)械密封改造改動相對較大，導(dǎo)致原有配件無法通用。而盤根密封以及公司試驗(yàn)骨架油封替代盤根的改進(jìn)經(jīng)使用驗(yàn)證，均不成功。

為盡量減少收鹽泵原結(jié)構(gòu)的改變、保證原有零部件通用性，考慮使用泥狀填料替代盤根。泥狀填料安裝方便，可實(shí)現(xiàn)不停泵維護(hù)(即在不停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行調(diào)整、維修、補(bǔ)充)，維修強(qiáng)度低；無規(guī)格限制，適用于不同填料箱、通用性強(qiáng)，便于存儲、采購，可減少庫存；泥狀填料具有自潤滑性能，摩擦系數(shù)小，可以減少軸功率的損失；不磨損軸套，減少維護(hù)工作量，泥狀填料對填料箱和軸無需苛刻的精度要求，特別適用于已磨損軸的密封。

綜上所述，泥狀填料極其適合公司收鹽作業(yè)環(huán)境，適于進(jìn)行軸封改進(jìn)試驗(yàn)。首先通過測量填料箱在泵支架的相對位置，在填料箱打孔、攻絲M12，作為泥狀填料注入口；測量軸套、填料箱軸孔，可知軸孔內(nèi)徑Φ54，軸套外徑Φ50，間隙為2 mm，壓蓋內(nèi)徑Φ41.5，泵軸外徑Φ40，間隙為0.75，可知壓蓋與軸間隙滿足泥狀填料加注條件，而軸套與軸孔間隙過大，直接加注會導(dǎo)致泥狀填料泄漏至泵室無法滿足密封壓力。因此在改進(jìn)后，需在泥狀填料加注前在填料箱最底部放入一件骨架油封50×70×12，避免泥狀填料泄漏。

為降低改進(jìn)試驗(yàn)成本，沒有購買泥狀填料加注膠槍，利用現(xiàn)有液壓拉馬，制作加注槍頭，配合液壓拉馬活塞進(jìn)行加注。

(2)軸承損壞解決措施。

因該泵原設(shè)計為臥式離心泵，立式安裝使用，使轉(zhuǎn)子承受軸向力加大，原軸承選用6308深溝球軸承，不適用于承受軸向力工況，故選用7308DB角接觸球軸承，既可以承受一定軸向力，又可以承受徑向力，且軸承內(nèi)徑Φ40、外徑Φ90、厚度23 mm，與原深溝球軸承尺寸相同，無需改變原泵軸承箱尺寸。

3 鹽泵維修關(guān)鍵點(diǎn)

3.1 泵體維修

通過鹽泵維修總結(jié)，其葉輪損壞主要為葉輪口環(huán)磨損導(dǎo)致上量不足，而使用0.5 a或1 a的葉輪流道磨損并未達(dá)到失效程度。因此葉輪損壞主要為裝配精度、檢修質(zhì)量導(dǎo)致，在收鹽泵檢修中應(yīng)該尤其注意通過調(diào)整軸承壓蓋調(diào)整墊片厚度，使葉輪在泵室中間位置，口環(huán)不會摩擦泵殼；泵軸安裝后應(yīng)對軸頭(葉輪安裝位置)打表確保徑向跳動不超0.04 mm，泵體支架、泵殼、泵蓋止口應(yīng)清理到位滿足定位要求，保證轉(zhuǎn)子、泵殼同心、無摩擦。

3.2 對中找正

據(jù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計，對中不良率可使軸承壽命成三次方遞減，因此轉(zhuǎn)動設(shè)備的正確對中找正是保證設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定、延長設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)周期的重要手段，可消除軸承徑向與軸向的額外應(yīng)力，避免對中不良所引起的振動，避免軸承、軸封提前損壞。鹽泵維修中應(yīng)注重對中找正，確保軸向、徑向偏差小于0.1 mm，聯(lián)軸器檢修3 mm～5 mm，彈性膠塊完好。

4 改進(jìn)效果

收鹽泵于3月進(jìn)行改進(jìn)，4月在收鹽作業(yè)中進(jìn)行試用，已投用近3個月，軸封無泄漏，泵組運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備運(yùn)行狀況得到極大改善，實(shí)現(xiàn)在不改變泵原零部件尺寸基礎(chǔ)上，降低設(shè)備故障率、鹽場運(yùn)行壽命的目的，達(dá)到了試驗(yàn)效果。

5 效益分析

(1)維修成本?，F(xiàn)有收鹽泵收鹽季維修每月平均約2次，單次維修費(fèi)約0.05萬元，每年收鹽約9個月，維修費(fèi)用0.05×2×9=0.9萬元，改進(jìn)后根據(jù)目前使用狀況預(yù)計每年維修2次，維修費(fèi)約0.057萬元，單臺泵年節(jié)約維修費(fèi)用0.843萬元。

(2)人工成本。收鹽泵改進(jìn)前軸封、軸承維修均需整體拆卸，維修需2名工人約6個工時，按人工工資350元/d，改進(jìn)前單臺收鹽泵維修年度人工成本2×6×350/8×2×9=9 450元，改進(jìn)后單臺收鹽泵維修年度人工成本2×6×350/8×2=1 050元，年節(jié)約人工成本0.84萬元。

綜上所述單臺泵改進(jìn)年可節(jié)約維修費(fèi)用約0.843+0.84=1.683萬元，收鹽泵改進(jìn)后，軸封泄漏可實(shí)現(xiàn)在線加注泥狀填料消漏，維修簡單、降低維修難度，提高檢修效率、縮短維修時間，維修過程中通過提高檢修、裝配質(zhì)量，可有效降低故障率，改善設(shè)備面貌，延長設(shè)備運(yùn)行周期，提高收鹽作業(yè)效率。

6 小結(jié)

通過對臥式離心收鹽泵的改進(jìn)，以及對收鹽泵故障原因分析、檢修過程要點(diǎn)的探討，解決了在海水制鹽的惡劣工況下收鹽泵故障率高的問題，不僅大幅降低維修成本，而且能實(shí)現(xiàn)在線維護(hù)，極大地節(jié)約維修時間和降低維修強(qiáng)度。此次改進(jìn)對制鹽行業(yè)其它用途離心式輸送泵也具有借鑒意義，泥狀填料替代盤根密封可最大限度減少設(shè)備本體的改動，減少改進(jìn)難度和成本，使設(shè)備滿足收鹽作業(yè)工況。