水煤漿氣化裝置洗滌塔給水泵故障分析及措施

郝曉玉

（中天合創(chuàng)能源有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017300）

0 引言

中天合創(chuàng)化工分公司水煤漿氣化裝置中洗滌塔給水泵是將除氧器中回收利用后的低壓灰水加壓后送入氣化洗滌塔再循環(huán)，另一部分作為事故激冷水、鎖渣閥反沖水、鎖斗沖壓水進(jìn)入氣化單元，從而實現(xiàn)灰水的循環(huán)利用。分公司氣化裝置14臺洗滌塔給水泵投入運(yùn)行1年后，曾多次出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏、打量不足、推力軸承溫度高、口環(huán)磨損，甚至出現(xiàn)推力軸承燒壞等現(xiàn)象，被迫停車檢修，影響了整個裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 設(shè)備及故障情況

洗滌塔給水泵型號為SZDP250-80，7級離心泵。泵體結(jié)構(gòu)采用整體式殼體，首級葉輪雙吸式結(jié)構(gòu)，其他6級葉輪背對背對稱布置，具有軸向力自平衡特點(diǎn)。洗滌塔給水泵主要由泵體、泵蓋、葉輪、軸、密封部件和底座等部件組成。其余技術(shù)參數(shù)，如洗滌塔給水泵型號SZDP250-80，流量278 m3/h，揚(yáng)程765 m，額定轉(zhuǎn)速2980 r/min，效率79%介質(zhì)溫度（110～135）℃，電機(jī)型號YB3-5005-2GW，功率900 kW。

設(shè)備單體試車時采用原水打回流方式，軸溫、壓力正常，出口壓力穩(wěn)定在8.3 MPa。但在裝置開車運(yùn)行約1年后，14臺洗滌塔給水泵陸續(xù)出現(xiàn)機(jī)械密封泄漏，推力軸承燒壞、打量不足，口環(huán)磨損等故障見表1。

表1 洗滌塔給水泵故障檢修情況

2 故障原因分析

由表1可以看出，洗滌塔給水泵常見故障可以歸為3類，機(jī)械密封失效泄漏，打量不足、軸承溫度高，口環(huán)磨損故障。

2.1 機(jī)械密封失效泄漏原因分析

該泵配套用機(jī)械密封為單端面機(jī)械密封，沖洗方案為PLAN32。由于機(jī)械密封失效后，采取更換原廠集裝式機(jī)械密封，因此安裝對后期影響因素少。導(dǎo)致失效泄漏主要原因有3點(diǎn)。

（1）操作人員在設(shè)備啟動時未按照先開沖洗水、后開入口閥進(jìn)行操作；停機(jī)時未按照先給泵體泄壓、后關(guān)沖洗水進(jìn)行操作，導(dǎo)致灰水中固體顆粒進(jìn)入機(jī)械密封動靜環(huán)端面，加速密封端面損壞，導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏，大大降低機(jī)械密封使用壽命。

（2）由于機(jī)封沖洗水管線在裝置開車時沖洗不徹底，系統(tǒng)投用后，沖洗水過濾器堵塞，且未及時發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致沖洗水量不足，壓力過低，不能起到密封沖洗作用，固體顆粒進(jìn)入動靜環(huán)端面，損壞機(jī)械密封。

（3）泵入口介質(zhì)含固量大，未及時清理過濾器，導(dǎo)致入口過濾器堵塞（圖1），泵出現(xiàn)抽空現(xiàn)象，導(dǎo)致泵體振動大，機(jī)械密封動靜環(huán)不斷的間歇性碰撞，使動靜環(huán)損壞，導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏。

2.2 泵打量不足、軸承溫度高振動大原因分析

（1）入口介質(zhì)為堿性低壓灰水，Ca、Mg離子含量高，經(jīng)低壓閃蒸后，溫度達(dá)到110℃，極易沉淀結(jié)垢，導(dǎo)致進(jìn)口總管堵塞（圖2）。泵進(jìn)料不足，產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象，引起振動、溫度升高，出現(xiàn)打量不足。

圖1 入口過濾器情況

圖2 入口管線結(jié)垢情況

圖3 節(jié)流襯套磨損情況

圖4 口環(huán)磨損情況

（2） 節(jié)流襯套及泵內(nèi)密封口環(huán)磨損情況，見（圖 3），（圖4）。泵內(nèi)葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)、節(jié)流襯套磨損后，內(nèi)部間隙變大導(dǎo)致內(nèi)漏，改變了原有自平衡狀態(tài)，使軸向力增大，進(jìn)一步造成泵止推軸承負(fù)載過高，溫度由止推軸承傳到臨近的支撐軸承（溫度探頭布置在支撐軸承上），呈現(xiàn)出軸承溫度高的故障。

2.3 泵內(nèi)密封口環(huán)磨損原因分析

拆解泵內(nèi)件后，發(fā)現(xiàn)泵內(nèi)葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)、節(jié)流襯套都出現(xiàn)不同程度磨損。泵體、葉輪口環(huán)的材料為Cr17Ni2，并經(jīng)過鍍硬鉻處理，表面硬度可達(dá)900HV，因此分析口環(huán)磨損屬于非正常磨損，可能造成磨損的原因有：①泵輸送介質(zhì)在葉輪上結(jié)垢嚴(yán)重（圖5），導(dǎo)致轉(zhuǎn)子在運(yùn)行過程中失去動平衡，振動大，與泵內(nèi)靜止部件泵體口環(huán)出現(xiàn)瞬間接觸，發(fā)生相互磨損現(xiàn)象；②檢修質(zhì)量把控不嚴(yán)。故障初期，洗滌塔給水泵124P0208C、G等泵在軸承溫度高后進(jìn)行檢修時，因不了解軸承溫度高的深層原因，按常規(guī)辦法對支撐軸承進(jìn)行刮削或換瓦，沒有對泵轉(zhuǎn)子與殼體之間的同心度進(jìn)行復(fù)測，使同心度出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致泵試車過程中內(nèi)部口環(huán)、節(jié)流襯套發(fā)生磨損。

3 采取措施

（1）加強(qiáng)工藝操作。嚴(yán)格按照啟泵先開沖洗水，后開進(jìn)口閥；停泵先泄壓，后關(guān)沖洗水手閥；其次逐一清理機(jī)封沖洗水過濾器，定期檢查備用泵沖洗水過濾器是否干凈。同時要求每周在線清理一次運(yùn)行泵入口過濾器，盡量減少設(shè)備切換，避免因頻繁操作而降低設(shè)備使用壽命，增加故障風(fēng)險。

圖5 葉輪結(jié)垢情況

（2）加強(qiáng)除氧器灰水工藝指標(biāo)總堿度、總硬度、懸浮物分析管控，根據(jù)分析結(jié)果及時增減分散劑、絮凝劑用量，并控制除氧器溫度維持110℃，壓力0.2 MPa，保證工況穩(wěn)定。

（3）在征得制造廠商同意的前提下，將原軸承溫度80℃跳車聯(lián)鎖值改為85℃。并更換已磨損的口環(huán)、節(jié)流襯套等部件。

（4）成立洗滌塔給水泵特護(hù)小組。特護(hù)小組由操作人員、工藝技術(shù)人員、設(shè)備技術(shù)人員、維保技術(shù)骨干組成，對泵的日常運(yùn)行、維護(hù)、檢修進(jìn)行全方位特護(hù)管理。

（5）泵大修時，各零部件配合間隙嚴(yán)格按照表2執(zhí)行。

表2 各零部件配合間隙參數(shù)

4 結(jié)語

根據(jù)洗滌塔給水泵實際運(yùn)行工況，關(guān)注故障現(xiàn)象，分析故障原因。從加強(qiáng)工藝指標(biāo)管控、優(yōu)化操作、加強(qiáng)檢修管理、專業(yè)特護(hù)等幾方面采取相應(yīng)措施后，目前14臺洗滌塔給水泵10開4備，壓力、流量穩(wěn)定，軸承溫度約53℃，振動＜4.5 mm/s，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行至今，為氣化裝置長周期及滿負(fù)荷運(yùn)行提供了保障。