尿素甲銨泵組合閥改造小結(jié)

彭元波

（兗礦魯南化工有限公司新型肥料事業(yè)部，山東滕州 277500）

尿素甲銨泵組合閥改造小結(jié)

彭元波

（兗礦魯南化工有限公司新型肥料事業(yè)部，山東滕州 277500）

通過(guò)對(duì)甲銨泵組合閥運(yùn)行常見(jiàn)故障分析，如閥芯及閥體密封面易沖刷腐蝕、閥體易裂、閥芯卡死等，制定對(duì)應(yīng)優(yōu)化改造方案，經(jīng)實(shí)施驗(yàn)證后效果較明顯。

甲銨泵；組合閥；進(jìn)排液閥；閥芯；導(dǎo)向裝置；固溶處理

1 背景

兗礦魯南化工有限公司尿素Ⅲ裝置，年產(chǎn)40萬(wàn) t尿素，2007年投產(chǎn)，配套甲銨泵3臺(tái)，2開(kāi)1備，該泵是尿素生產(chǎn)的主要設(shè)備，用于輸送尿素生產(chǎn)過(guò)程中所需的高壓氨基甲酸銨溶液，它的運(yùn)行周期長(zhǎng)短，直接影響尿素的系統(tǒng)穩(wěn)定。

2 設(shè)備簡(jiǎn)介

甲銨泵型號(hào) 3JA-14.7/15-TB，流量 7.4～14.7m3/h。該泵是臥式三缸單作用柱塞式往復(fù)泵。主機(jī)主要為液力端及動(dòng)力端兩部分，另外配有一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，一臺(tái) ZLYS 減速機(jī)，一臺(tái)齒輪油泵，油壓報(bào)警聯(lián)鎖及油潤(rùn)滑系統(tǒng)，以保證設(shè)備安全運(yùn)行。泵設(shè)計(jì)成連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)型，由電動(dòng)機(jī)通過(guò)變頻器調(diào)速帶動(dòng)齒輪減速器使泵的流量可在1∶2范圍里進(jìn)行無(wú)極調(diào)速。

名稱(chēng) 單位 參數(shù)工作介質(zhì) 氨基甲酸銨溶液介質(zhì)溫度 ℃ 74進(jìn)口壓力 MPa 0.39出口壓力 MPa 15柱塞行程 mm 150柱塞直徑 mm 92往復(fù)次數(shù) 次 /min 45～90配套電機(jī)型號(hào) YBPT280M-4配套電機(jī)功率 kW 90配套電機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min 1 480

3 原因分析

1）排液閥閥芯與閥體的密封面沖刷損壞比較嚴(yán)重，主要因?yàn)殚y體、閥芯密封面硬度差，高壓、高速的強(qiáng)腐蝕性甲銨液沖刷腐蝕作用下，易產(chǎn)生敲擊痕跡和泄漏。

選取現(xiàn)場(chǎng)A#甲銨泵三缸組合閥閥體和閥板密封面進(jìn)行硬度（HRC）測(cè)量結(jié)果如下：

名稱(chēng) 進(jìn)液閥板 進(jìn)液閥座 排液閥板 排液閥座南缸 30 31 30 30中缸 30 30 30 30北缸 30 30 30 31

2）閥芯密封面與閥體密封面接觸不正，密封面邊緣偏差在2mm左右，導(dǎo)致閥頭易碎裂，輔助導(dǎo)向定位彈簧易斷裂。

3）組合閥閥體易出現(xiàn)裂紋。主要原因閥體上開(kāi)孔數(shù)量較多，分布不合理，造成閥體強(qiáng)度不夠。

4）頻繁倒泵，也會(huì)造成填料、密封件失效，失效后卡在進(jìn)排液閥密封面處，易造成組合閥內(nèi)漏，長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)漏又加速閥芯、閥座密封面沖刷損壞。

5）缸頭尼龍墊易冷流變形，造成泵端壓蓋泄漏，采取在線緊固螺栓又造成尼龍墊加劇變形。

4 改造內(nèi)容

1）閥芯、閥座密封面原始設(shè)計(jì)為奧氏體不銹鋼加工后經(jīng)過(guò)熱處理，硬度提高不明顯，無(wú)法滿足頻繁啟閉要求。所以采用對(duì)閥芯和閥座密封面堆焊司太立合金，司太立合金（Stellite）是一種能耐各種類(lèi)型磨損和腐蝕以及高溫氧化的硬質(zhì)合金，然后機(jī)加工密封面高1.5mm，做固溶處理后，配對(duì)用1800目研磨砂研磨密封面研磨，并控制密封面表面粗糙度小于0.4。該方法處理后的密封面硬度可達(dá) HRC38-40，大大提高抗沖刷及敲擊性。

名稱(chēng) 進(jìn)液閥板 進(jìn)液閥座 排液閥板 排液閥座南缸 38 39 38 40中缸 39 38 38 39北缸 38 38 39 38

2）增加排液閥閥芯前端導(dǎo)向裝置，導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向爪呈120°均布，與90°夾角均布相比，在運(yùn)行時(shí)卡爪無(wú)對(duì)應(yīng)力，防止發(fā)有運(yùn)行時(shí)發(fā)生卡閥頭現(xiàn)象的發(fā)生。閥體與閥芯導(dǎo)向面表面粗糙度控制在小于1.6，導(dǎo)向爪外徑與閥體流到內(nèi)徑間隙在 0.08-0.12mm，提高導(dǎo)向精度，保證排液閥閥芯密封面與閥體密封面接觸位置正確。

3）將排液閥頭后端，彈簧輔助導(dǎo)向定位，改為內(nèi)定位。排液升程限位臺(tái)長(zhǎng)度縮短，將排液閥閥芯升程限位開(kāi)啟高度由7mm 提高12mm，延長(zhǎng)排液閥閥芯與閥座密封面閉合時(shí)間，從而保證甲銨泵的流量不變。

4）流道底部增加組合閥拆裝螺紋，制作專(zhuān)用工具，提高檢修工作效率。

5）由于尼龍墊易產(chǎn)生冷流、老化脆斷，將組合閥與缸和缸蓋之間密封墊改為聚醚醚酮材質(zhì)，該材質(zhì)具有優(yōu)異的力學(xué)性能及耐熱和耐化學(xué)性能，抗冷流性極好，包裝了在75℃甲銨液溫度下長(zhǎng)時(shí)間使用。

5 效果分析

甲銨泵組合閥改造后，特別是排液閥芯增前端增加三爪導(dǎo)向裝置，為閥芯提供了良好的導(dǎo)向性，足夠的導(dǎo)向長(zhǎng)度和適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向間隙，使閥芯運(yùn)行受力均勻且減少阻力，進(jìn)而保證了閥芯的長(zhǎng)周期運(yùn)行，運(yùn)行周期由原來(lái)一個(gè)月提高至六個(gè)月，大大減少了檢維修工作量和費(fèi)用。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，三臺(tái)甲銨泵每年可節(jié)省組合閥9套，合計(jì)約6.2萬(wàn)元。鑒于改造獲得了很好的實(shí)際效果，甲銨泵組合閥的改造為設(shè)計(jì)、制作和生產(chǎn)使用起到了很好的指導(dǎo)作用。

[1] 胡憶溈 .化工設(shè)備與機(jī)器 [M].北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社，2010.

[2] 王運(yùn)炎，朱莉 .機(jī)械工程材料 [M].北京 ：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

[3] 任曉善 .化工機(jī)械維修手冊(cè) [M].北京 ：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.

Brief Summary of Modification of Urea Ammonia Pump Combination Valve

Peng Yuan-bo

Through the analysis of the common faults of ammonia pump combination valve for operation，such as the spool and the sealing surface of the valve body，the valve body is easy to erosion is easy to crack and spool stuck，making the corresponding optimization scheme，after the implementation of verif i cation after the effect is obvious.

ammonia pump ；combination valve ；intake and discharge valve ；spool；guide device ；solid solution treatment

TQ441.41

：B

：1003–6490（2017）07–0004–01

2017–05–18

彭元波（1990—），男，山東滕州人，助理工程師，主要研究方向?yàn)榛C(jī)械。