GSB-L1型立式高速泵的運(yùn)行優(yōu)勢(shì)及故障處理

鄭麗萍

（河南省中原大化集團(tuán)，河南濮陽457004）

為緩解環(huán)保壓力，河南省中原大化集團(tuán)三聚氰胺公司于2004年上了一套高壓廢水處理裝置，三胺廢水高速泵是該套裝置的關(guān)鍵設(shè)備，操作溫度：283℃，出口壓力：10.76MPa。該泵自運(yùn)行以來，先后出現(xiàn)增速箱損壞、泵汽化、機(jī)封泄漏頻繁等現(xiàn)象。針對(duì)該泵出現(xiàn)的問題從操作和設(shè)備兩個(gè)方面進(jìn)行了分析，總結(jié)了泵損壞的原因，制定了合理的解決方案，并實(shí)施技術(shù)改進(jìn)。

1 高速升壓泵工藝流程及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1.1 工藝流程

三胺裝置產(chǎn)生的廢水進(jìn)入循環(huán)液閃蒸槽，在0.6MPa、165℃下由高壓廢水泵P3201送入高壓分解塔R3201，在283℃、8.4MPa下將廢水溶液分解成氨和CO2，水解塔氣相回收至急冷尾氣系統(tǒng)回收利用；液相進(jìn)入廢水汽提塔C3201，進(jìn)一步將水解塔水解的氨、CO2汽提分離，經(jīng)冷凝回收，汽提塔C3201底部生成的精制水，可以達(dá)到排放水標(biāo)準(zhǔn)，從而實(shí)現(xiàn)三胺裝置廢水處理的目的。

1.2 泵的基本結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢(shì)

該泵立式安裝，電機(jī)通過增速箱通過兩級(jí)增速轉(zhuǎn)速達(dá)到20445rpm，葉輪安裝在增速箱輸出軸上，增速箱輸出軸軸封（即油封）為機(jī)械密封，泵體軸封也為機(jī)械密封，兩個(gè)機(jī)封都安裝在增速箱輸出軸上，軸向安裝間距小，結(jié)構(gòu)緊湊。GSB-L1型立式高速泵增速箱采用強(qiáng)制潤滑，潤滑系統(tǒng)主要由下列零部件組成：增速箱油池、主油泵、油冷卻器、油過濾器、預(yù)潤滑輔助系統(tǒng)及相配管件。

主油泵為齒輪型油泵，由增速箱輸入軸直接驅(qū)動(dòng)，油冷卻器為管殼式水冷型，冷卻水壓力不大于1.0MPa,冷卻水流量通過排出管線上切斷閥來調(diào)節(jié)，保證增速箱油溫在40℃～70℃之間。

1.3 立式高速離心泵的優(yōu)勢(shì)

1.3.1 抗汽蝕性能好

圣達(dá)因泵常為立式結(jié)構(gòu)，進(jìn)口管線和出口管線在同一中心線上，葉輪和誘導(dǎo)輪直接安裝在高速軸上，靠反向鎖緊螺栓和鎖緊墊圈進(jìn)行固定。葉輪是全開式直線輻射狀，無軸向載荷，無需平衡裝置。葉輪前端裝有誘導(dǎo)輪，具有良好的吸入性能、抗汽蝕性。葉背間隙3mm，因此根本不會(huì)發(fā)生因汽蝕而造成的耐磨環(huán)磨損現(xiàn)象。除擴(kuò)散器的噴嘴外，沒有特別磨損的部位。又由于葉輪前后側(cè)間隙也寬，所以能處理相當(dāng)濃度的料漿和高達(dá)500cp左右的高黏度的液體。

1.3.2 效率高

它的高轉(zhuǎn)速是通過優(yōu)異的增速器來實(shí)現(xiàn)，最高可達(dá)34000r/min，液體以葉輪出口處的切向速度在泵體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，只是在擴(kuò)散器處才有一部分流體流出。因此，最高揚(yáng)程可達(dá)1760m，在低比轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)，由于液體與葉片之間幾乎沒有相對(duì)流動(dòng)，水力損失很小，效率比一般離心泵高。1.3.3 結(jié)構(gòu)緊湊、體積小

由于高速泵通過提高轉(zhuǎn)速和特殊的葉輪設(shè)計(jì)，所以能產(chǎn)生以往只有多級(jí)離心泵或往復(fù)泵才能得到的高揚(yáng)程，無論從結(jié)構(gòu)上還是運(yùn)行性能上都具有多級(jí)泵或往復(fù)泵不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。它能承受較高的載荷應(yīng)力，熱沖擊性好，可輸送-130～+260℃的液體；結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕，體積小，基礎(chǔ)工程簡單，易于管道中安裝；泵的整體結(jié)構(gòu)為全封閉式，可以在露天安裝運(yùn)輸。

1.3.4 密封結(jié)構(gòu)獨(dú)特

該泵的機(jī)械密封屬于靜止、平衡、內(nèi)流式，結(jié)構(gòu)極為緊湊。為了不受泵高速回轉(zhuǎn)而造成的離心影響，在旋轉(zhuǎn)側(cè)僅裝有密封環(huán)（動(dòng)環(huán)），沒有傳統(tǒng)的動(dòng)環(huán)座，靠葉輪和軸套定位安裝。而靜止側(cè)由密封環(huán)、可自動(dòng)調(diào)心的聚四氟乙烯制的楔行密封圈、補(bǔ)償機(jī)構(gòu)組成，極為穩(wěn)定。通過這樣簡單的構(gòu)成，成功的控制了高速旋轉(zhuǎn)的軸對(duì)泵縱向尺寸的要求。使得在盡可能短的軸向空間，豐富的安裝兩套乃至三套機(jī)械密封以及各種沖洗、排泄、加熱冷卻等輔助設(shè)備。另外密封采用流體壓力平衡型，因此軸封部分與排出壓力的高低無關(guān)，經(jīng)常僅承受接近于吸入壓力的壓力。密封設(shè)計(jì)成內(nèi)流式，泄漏方向與密封面的回轉(zhuǎn)離心力方向相反，有效的限制了軸的高速旋轉(zhuǎn)所造成的影響干擾。該泵的另一獨(dú)到之處在于其極為合理緊湊的沖洗排泄機(jī)構(gòu)。其一是在泵殼上設(shè)計(jì)了旋流分離器，少量流體經(jīng)葉輪切向旋入分離器，在此完成固液分離，干凈的流體經(jīng)管路進(jìn)入密封腔沖洗密封面。另外則在密封腔周圍設(shè)計(jì)外部沖洗回路接口和泄漏管路接口，判斷機(jī)械密封失效方便快捷。

2 常見故障及原因分析

2.1 泵汽化

泵的入口設(shè)備是循環(huán)液閃蒸槽V6117，當(dāng)該槽液位低于20%時(shí)，會(huì)造成泵吸入量不夠汽化。汽化發(fā)生時(shí)，泵體發(fā)生強(qiáng)烈振動(dòng)，增速箱內(nèi)件之間相互碰撞摩擦，造成高速軸、中速軸、活動(dòng)軸承等零部件的損壞。

2.2 潤滑效果不好，增速箱損壞

增速箱油池的油量約為4L(不包括輔助管線和油冷卻器內(nèi)存油量)，油位應(yīng)該保持在油標(biāo)視鏡的1/3～1/2之間。加油時(shí)油位過高，會(huì)產(chǎn)生大量泡沫及過熱。另輸入軸骨架油封泄漏，下箱體油機(jī)械密封泄漏，油冷卻器換熱管泄漏等會(huì)引起油位降低，油位過低，會(huì)使供油量不足，引起油溫升高，油溫高會(huì)造成增速箱內(nèi)軸承潤滑不好，引起增速箱內(nèi)件磨損，各配合部位間隙增大，引起泵振動(dòng)。

2.3機(jī)封泄漏

由于高速泵運(yùn)行工況苛刻，輸送介質(zhì)為含有固體顆粒的物質(zhì)，且機(jī)封油封安裝于同一軸上，結(jié)構(gòu)緊湊，所以一旦介質(zhì)側(cè)機(jī)封發(fā)生泄漏，介質(zhì)很容易通過松動(dòng)的O型環(huán)或者油封進(jìn)入增速箱，引起增速箱內(nèi)潤滑油乳化，造成高速運(yùn)轉(zhuǎn)的高速軸和滑動(dòng)軸承因潤滑不良燒結(jié)損壞。

2.4 油泵故障，油壓低

該泵采用強(qiáng)制潤滑方式，由輔油泵和主油泵為各潤滑點(diǎn)提供潤滑。啟動(dòng)泵之前需先開啟輔油泵，油壓在0.2MPa以上方可啟動(dòng)泵，主油泵磨損、密封面有缺陷，會(huì)造成油壓低，高速泵無法運(yùn)轉(zhuǎn)。

3 對(duì)事故問題的處理

3.1 改造

（1）主控增加液位低報(bào)警開關(guān)，當(dāng)循環(huán)液閃蒸槽液位低至30%時(shí)，主控出現(xiàn)報(bào)警，操作人員現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)液位，保證泵吸入流量正常。如果需要的話，可開大泵副線閥，增大返回到泵前介質(zhì)貯罐的回流量。（2）儀表增加遠(yuǎn)傳信號(hào)，控制中心人員可通過電腦觀察油溫，當(dāng)油溫高于85℃時(shí)，安排人員檢查油位、油質(zhì)、油壓等，清理油冷器和冷卻水濾網(wǎng)，降低油溫，以防增速箱因油溫高引起潤滑不好損壞。（3）增加油壓低聯(lián)鎖，當(dāng)油壓低于0.14MPa時(shí)，連鎖動(dòng)作，泵停，以防泵因潤滑不好造成增速箱損壞。（4）主油泵密封面加工凹槽，使主油泵更好的定位。（5）油冷器冷卻水進(jìn)出口管線增加導(dǎo)淋，定期反沖換熱管。（6）機(jī)封靜環(huán)座固定螺栓孔鑲套，絲孔由原來的6mm擴(kuò)大至8mm,對(duì)機(jī)封加固處理，防止靜環(huán)松動(dòng)引起泄漏。

3.2 改進(jìn)措施

（1）由于輸送的介質(zhì)溫度高（283℃），直接引液易造成介質(zhì)閃蒸。啟動(dòng)泵前，先打開機(jī)封沖洗水，讓液體完全充滿泵體，打開出口導(dǎo)淋排放確保泵體內(nèi)無空氣或介質(zhì)蒸汽，再打開入口閥門引液。（2）停車檢修時(shí)檢查循環(huán)液閃蒸槽V3117液位計(jì)，如有異常進(jìn)行修復(fù)或更換，避免液位誤報(bào)。（3）由于油冷器原設(shè)計(jì)安裝位置離泵體較近，而泵體的溫度283℃，會(huì)產(chǎn)生輻射熱，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，將油冷器重新更換安裝位置，有效降低油溫。（4）機(jī)封沖洗水由原來的300kg/h改為600kg/h，以提高機(jī)封的使用壽命。（5）平時(shí)關(guān)停輔油泵，油壓低于0.2MPa，再啟動(dòng)輔油泵，延長泵的使用壽命。（6）為防止在潤滑油油路上存在氣囊，油冷卻器安裝位置調(diào)整到低于油過濾器位置。

4 結(jié)束語

中原大化公司廢水處理裝置對(duì)三胺裝置的環(huán)保達(dá)標(biāo)排放起著至關(guān)重要的作用，而GSB-L1型立式高速離心泵運(yùn)行情況直接影響裝置的穩(wěn)定，通過以上各項(xiàng)措施的改進(jìn)實(shí)施，到目前為止，四臺(tái)高速升壓泵運(yùn)行一直較平穩(wěn)，設(shè)備使用壽命大大延長，為廢水裝置的穩(wěn)定運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保證。