尿素裝置機(jī)泵葉輪結(jié)垢的成因及處理辦法

曾麟

摘 要：本人畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)，所學(xué)專業(yè)為過(guò)程設(shè)備管理與控制工程，畢業(yè)后一直在煉化企業(yè)從事設(shè)備管理工作，至今已有六年。工作中經(jīng)常遇到機(jī)泵因?yàn)槿~輪流道堵塞而造成的流量不足問(wèn)題，原因是粘度大、含有顆粒的介質(zhì)沉積或?yàn)檩斔蛪A性介質(zhì)，高溫條件下生成CaCO3附著所致。

關(guān)鍵詞：離心作用；沉積；結(jié)構(gòu)；介質(zhì)

1 葉輪結(jié)垢成因及不良影響

例如，本人所在企業(yè)尿素裝置，機(jī)泵P18以及P18/1，營(yíng)口機(jī)械廠制造，于2000年1月安裝，為尿素裝置塔7供料，型號(hào)80Y-100，單級(jí)離心泵，輸送介質(zhì)為烯醇水，因?yàn)槿~輪流道結(jié)垢堵塞頻繁發(fā)生流量不足的現(xiàn)象，故障最多的一年內(nèi)共拆修了13次。

烯醇水是一種聚乙烯醇與水混合的液體，聚乙烯醇有較好的水溶性，溶解后在設(shè)備運(yùn)行溫度不高的情況下粘度較大，且未溶于水的顆粒會(huì)沉積在葉輪上，一段時(shí)間過(guò)后會(huì)在葉輪及密封表面凝結(jié)成一種淺黃色膠狀物體。這種結(jié)垢問(wèn)題如果出現(xiàn)在葉輪的表面，則會(huì)導(dǎo)致葉輪施加于軸的徑向載荷在圓周方向分布不均，引起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生不平衡，這樣會(huì)引起葉輪的振動(dòng)，從而加速軸、軸承以及密封等零配件的磨損，縮短配件的使用壽命。如果結(jié)垢現(xiàn)象出現(xiàn)在葉輪流道內(nèi)側(cè)，會(huì)使葉輪流道變窄或者發(fā)生形變，甚至將流道完全堵塞，導(dǎo)致機(jī)泵流量下降，生產(chǎn)效率降低，而且頻繁對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆修會(huì)浪費(fèi)大量的物力和人力，增加生產(chǎn)成本。

2 改造方案

針對(duì)此類問(wèn)題，簡(jiǎn)單的辦法是采用酸洗的方式，但是這種辦法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且酸性物質(zhì)對(duì)設(shè)備具有腐蝕性，可以用來(lái)應(yīng)急但不應(yīng)頻繁使用，造成的生產(chǎn)停工及設(shè)備檢修的費(fèi)用算下來(lái)也是一筆不小的數(shù)目。因此建議將這類機(jī)泵葉輪形式進(jìn)行更改，在滿足生產(chǎn)流量、揚(yáng)程的前提下將葉輪改為半開(kāi)式葉輪，其優(yōu)點(diǎn)與閉式葉輪對(duì)比如下：

閉式葉輪由前后蓋板及夾有的葉片組成，葉片間形成流道，揚(yáng)程較高，適用于輸送粘度低、不含雜質(zhì)及顆粒的介質(zhì)，優(yōu)點(diǎn)是效率較高，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)封閉，對(duì)于含有顆粒的介質(zhì)，顆粒會(huì)容易沉積在流道內(nèi)，堵塞流道，結(jié)構(gòu)如圖2：

半開(kāi)式葉輪一側(cè)沒(méi)有蓋板，效率低于閉式葉輪，適用于輸送含有顆粒物的介質(zhì)，顆粒物會(huì)因?yàn)槿~輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心作用離開(kāi)葉輪表面，可有效防止顆粒沉積，對(duì)防止葉輪結(jié)垢會(huì)有良好的作用，結(jié)構(gòu)如圖3：

3 可行性分析

尿素裝置P18、P18/1是該裝置進(jìn)行絡(luò)合反應(yīng)的必要泵，該泵平穩(wěn)運(yùn)行對(duì)于尿素裝置連續(xù)生產(chǎn)有著重要的影響，通過(guò)對(duì)比可以看出半開(kāi)式葉輪對(duì)于改善葉輪因介質(zhì)問(wèn)題結(jié)垢有著良好的效果，而其較閉式葉輪效率較低的問(wèn)題可以采取仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)分析間隙大小和葉片數(shù)對(duì)離心泵效率的影響，葉輪和蝸殼的間隙主要影響著離心泵的效率，離心泵的效率會(huì)隨著間隙的變小而增大，所以葉輪形式的更改帶來(lái)的效率損失可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)選取一種最優(yōu)的葉輪結(jié)構(gòu)，盡可能地滿足生產(chǎn)工藝需求。對(duì)葉輪形式進(jìn)行更改不僅對(duì)于泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)有良好的效果，還可以節(jié)約勞動(dòng)力，降低生產(chǎn)成本，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定持續(xù)進(jìn)行。