高壓煤漿泵活塞桿斷裂原因分析與處理

張洪偉+姬升紅

摘 要：高壓煤漿泵為氣化爐穩(wěn)定長周期運(yùn)行核心設(shè)備，通過對(duì)活塞桿斷裂原因分析并提出有效解決方案，解決了預(yù)緊力不足引起的活塞桿斷裂問題。

關(guān)鍵詞：煤漿泵；活塞桿；斷裂

中圖分類號(hào)：TQ205 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）10-0131-01

1 概述

公司氣化裝置為兗礦集團(tuán)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的對(duì)置式四噴嘴加壓氣化爐，該氣化爐工作壓力為6.5MPa。氣化爐的高壓煤漿通過高壓煤漿泵提供，高壓煤漿泵作為氣化爐運(yùn)行的心臟，對(duì)氣化爐的穩(wěn)定長周期運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。

2 機(jī)組運(yùn)行基本情況

公司有六臺(tái)高壓煤漿泵在用，為德國菲魯瓦（FELUWA）公司生產(chǎn)的雙缸雙作用軟管隔膜往復(fù)泵，設(shè)備型號(hào)為：ZGL 300/250-2K180-4SM 460 HD，出口壓力：93bar，流量：14-55m3/h，工作介質(zhì)：煤漿，電機(jī)功率：250KW。該泵的主要結(jié)構(gòu)由液力端和動(dòng)力端組成。液力端由活塞、活塞桿、缸套、隔膜、隔膜室、進(jìn)口閥、出口閥及推進(jìn)液加注、排放機(jī)構(gòu)組成；動(dòng)力端由減速機(jī)、齒輪副、曲軸、連桿、十字頭等部件組成，由電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)。2012年3月投入運(yùn)行以來運(yùn)行工況良好，2016年9月一臺(tái)高壓煤漿泵出現(xiàn)電機(jī)電流突降，泵體打量異常，氣化爐被迫退出一對(duì)燒嘴運(yùn)行[1]。公司組織對(duì)故障高壓煤漿泵進(jìn)行拆檢，發(fā)現(xiàn)泵的其中一根活塞桿在其和十字頭連接處的夾緊環(huán)所處的位置發(fā)生斷裂（見圖1所示）。

3 原因分析與處理

通過對(duì)活塞桿帶螺紋的端部處的照片顯示約90%為疲勞斷裂面，其余為被強(qiáng)制斷裂。分析認(rèn)為活塞桿的螺紋位置為活塞桿的危險(xiǎn)點(diǎn)，斷裂處明顯地處在活塞桿和驅(qū)動(dòng)裝置的十字頭之間連接位置的夾緊環(huán)處（見圖2所示），活塞桿長期做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，致使活塞桿螺紋連接部位預(yù)緊力不足，最終造成活塞桿材料出現(xiàn)疲勞斷裂。同時(shí)，通過對(duì)機(jī)組運(yùn)行趨勢(shì)及機(jī)組振動(dòng)、溫度等主要參數(shù)分析，也排除了驅(qū)動(dòng)端出現(xiàn)問題的可能[2]。

針對(duì)該情況，解決活塞桿斷裂的問題即為解決提高螺紋連接部位預(yù)緊力的問題。經(jīng)過與菲魯瓦設(shè)計(jì)人員溝通，認(rèn)為需對(duì)連接部位進(jìn)行改造，更換新的帶液壓螺母連接裝置的活塞桿（見圖3所示）[3]。

經(jīng)過改造，十字頭上活塞桿的預(yù)張緊力能夠保證在活塞向后動(dòng)作時(shí)活塞桿上承受的力大大地小于液壓螺母的預(yù)張緊力，并低于活塞桿的最大屈服強(qiáng)度，解決了預(yù)緊力不足的問題。

4 結(jié)語

高壓煤漿泵作為氣化裝置運(yùn)行的核心設(shè)備，一旦發(fā)生故障，直接導(dǎo)致氣化爐停爐甚至系統(tǒng)停運(yùn)，給企業(yè)造成較大安全生產(chǎn)隱患及經(jīng)濟(jì)損失，保持其穩(wěn)定長周期運(yùn)行具有重要意義。通過改造提高螺紋連接部位預(yù)緊力，解決了活塞桿斷裂的問題，也為往復(fù)機(jī)組出現(xiàn)同類問題及時(shí)有效解決提供了借鑒意義。

參考文獻(xiàn)

[1]曾亮洲.高壓煤漿泵曲軸斷裂分析[J].中國科技縱橫，2013（13）：105-106.

[2]季思偉.淺析FELUWA高壓煤漿泵常見故障[J].化工管理，2015（18）：128.

[3]胡金平，梁家勇，張忠厚.Feluwa高壓煤漿泵的檢修要點(diǎn)與改造[J].山東化工，2013，（11）：191-193.