轉(zhuǎn)爐除塵濁環(huán)水泵的喘振故障分析及解決方案

段君毅

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司， 山西 太原 030003）

轉(zhuǎn)爐濕法除塵中，需要足夠的水量滿足除塵，同時(shí)需要足夠的壓力滿足噴頭形成噴淋形狀且保證在吹煉初期瞬間大量高溫?zé)焿m沖擊下不發(fā)生嚴(yán)重變形，從而提高除塵效果，減少環(huán)保事件的發(fā)生。濁環(huán)水泵的穩(wěn)定供水是保障除塵效果的關(guān)鍵點(diǎn)。

1 轉(zhuǎn)爐濕法除塵工藝及要求

1.1 濕法除塵工藝

轉(zhuǎn)爐煉鋼煤氣回收系統(tǒng)也就是OG系統(tǒng)，該煤氣凈化采用濕法除塵，除塵系統(tǒng)主要包含：預(yù)洗滌塔、RS、重力脫水器，風(fēng)機(jī)，泥漿處理，水處理，洗滌泵等系統(tǒng)。除塵水由洗滌泵泵送到預(yù)洗滌塔的4個(gè)切向噴頭，煙氣通過(guò)預(yù)洗滌塔時(shí)被水噴淋，將其中的粉塵等固體顆粒沖刷到水中，同時(shí)起到降低煙氣溫度的作用。被初步凈化的煙氣通過(guò)RS時(shí)，截面積減小，煙氣流速急速增加，此時(shí)被1個(gè)噴頭再次噴淋，煙氣得到最終凈化，達(dá)到排放要求。最后煙氣通過(guò)重力脫水，被風(fēng)機(jī)送往煤氣回收氣柜或放散。除塵后的泥水由退水槽進(jìn)入粗顆粒機(jī)，將水中的大顆粒與水分離，之后泥水進(jìn)入沉淀池，經(jīng)過(guò)自然沉積后，上層水循環(huán)利用，底層泥漿被泵送到壓濾機(jī)進(jìn)行固液分離，泥餅將被回收利用。

1.2 水量要求

4個(gè)切向噴頭總水量約210 t/h，其中靠近上部高溫?zé)煔獾膰婎^流量要高一些，一般約87 t/h，RS噴頭流量約65 t/h，溢流水封約45 t/h，因此總水量一般不小于320 t/h。

1.3 壓力要求

切向噴頭的噴水口有嚴(yán)格的尺寸要求，為滿足水量，要求供水總壓力不小于0.55 MPa，因此，噴頭噴形才能整齊、穩(wěn)定，滿足煙氣洗滌要求。

2 濁環(huán)水泵故障分析

2.1 常見(jiàn)故障

故障頻發(fā)的泵是供1號(hào)轉(zhuǎn)爐除塵水，該轉(zhuǎn)爐是用來(lái)生產(chǎn)不銹鋼的，不銹鋼生產(chǎn)時(shí)添加的大量鉻鐵原料，產(chǎn)生的煙氣大，且冶煉時(shí)間長(zhǎng)，因此對(duì)供水壓力及水量要求很高，泵出口壓力需要達(dá)到0.9 MPa，選用的泵型號(hào)為8sh-6，配用電機(jī)110 kW，轉(zhuǎn)速2960 r/min，單臺(tái)泵水量略微欠缺，因此用2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行，但1臺(tái)泵出口閥門只開約1/5。設(shè)計(jì)共3臺(tái)泵，其中2臺(tái)泵在線運(yùn)行，使用兩個(gè)月左右，泵就會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)大、軸封大量漏水、泵及電機(jī)噪音大等故障。而且一旦出現(xiàn)軸封漏水增加的情況，常常就會(huì)引起軸承泡水并損壞的連鎖故障。兩用一備的運(yùn)行方式，就導(dǎo)致一出現(xiàn)故障就需要立即檢修，否則沒(méi)有備用泵，會(huì)有影響冶煉的熱停工風(fēng)險(xiǎn)。而且這對(duì)運(yùn)行和維護(hù)都增加了很大的負(fù)荷。

2.2 查找故障原因并分析

在檢修過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)泵葉輪有受沖刷的痕跡，葉輪本身材質(zhì)為普通鑄鐵，葉輪表面會(huì)形成麻點(diǎn)，甚至?xí)写┩溉~輪的孔洞出現(xiàn)。而軸套本身并沒(méi)有嚴(yán)重的磨損，如下頁(yè)圖1所示。

軸承采用油脂潤(rùn)滑，能夠?qū)股倭窟M(jìn)水。但是軸承損壞常因?yàn)檩S封大量漏水，泵轉(zhuǎn)速高，短時(shí)間內(nèi)就會(huì)導(dǎo)致油脂減少，并進(jìn)沖入雜質(zhì)，軸承保持架損壞，泵支持結(jié)構(gòu)被破壞，振動(dòng)大。

通過(guò)運(yùn)行時(shí)的點(diǎn)檢，發(fā)現(xiàn)2臺(tái)泵會(huì)周期出現(xiàn)強(qiáng)烈的振動(dòng)期，一般是在煙氣量激烈增加的冶煉階段，大量高溫?zé)煔鈺?huì)影響預(yù)洗滌塔噴頭的噴淋，從而導(dǎo)致泵流量出現(xiàn)微小波動(dòng)。此時(shí)2臺(tái)泵并聯(lián)運(yùn)行，閥門開度小的泵運(yùn)行在不穩(wěn)定狀態(tài)，微小的波動(dòng)就導(dǎo)致2臺(tái)并聯(lián)泵出現(xiàn)對(duì)抗，加上主管道要供到轉(zhuǎn)爐區(qū)域，轉(zhuǎn)彎多，長(zhǎng)度超過(guò)150 m，可能有氣相部分，這樣就導(dǎo)致2臺(tái)泵出現(xiàn)喘振[1]。

圖1 葉輪被侵蝕

此外，泵出口閥門開度過(guò)小，泵效率低，葉輪在水中空運(yùn)行，在水壓作用下內(nèi)部會(huì)形成水流，不僅沖刷吸水環(huán)，還導(dǎo)致泵吸水側(cè)水壓也增加，軸封對(duì)抗壓力過(guò)高，軸封失效漏水，產(chǎn)生軸承損壞等一系列的故障，如圖2所示。

圖2 與吸水環(huán)配合部分被沖刷

由此分析，單泵參數(shù)不能滿足供水要求，但2臺(tái)并聯(lián)泵運(yùn)行條件卻不好，周期性的發(fā)生喘振現(xiàn)象，這是對(duì)泵使用壽命影響的重要因素。

3 解決方案及試行

將泵的轉(zhuǎn)子葉輪更換成更大流量的葉輪型號(hào)，以滿足供水要求。

通過(guò)查找供應(yīng)商提供的8sh-6型號(hào)泵的具體參數(shù)，選擇最大的流量及壓力區(qū)間的轉(zhuǎn)子組，通過(guò)試運(yùn)行，泵出口供水壓力可達(dá)0.95 MPa，轉(zhuǎn)爐除塵總管流量可達(dá)325 t/h，壓力0.6 MPa以上，完全可以滿足供水要求。并且泵的出口閥門全開，運(yùn)行十分平穩(wěn)，泵效率最高，此外，少開1臺(tái)泵后，用電量減少，備件等維護(hù)費(fèi)用大大降低。

在運(yùn)行了近一年的時(shí)間里，泵能夠以最高效率一直穩(wěn)定運(yùn)行至今，期間在轉(zhuǎn)爐大修時(shí)停機(jī)，經(jīng)檢查，泵及電機(jī)軸承無(wú)異音，即使是普通鑄鐵材質(zhì)的泵葉輪也未出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，軸套磨損正常。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)設(shè)備運(yùn)行的仔細(xì)觀察和分析，發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行異常情況的內(nèi)在聯(lián)系，然后將實(shí)際現(xiàn)象與理論研究相結(jié)合，找到了2臺(tái)并聯(lián)泵的喘振問(wèn)題，喘振對(duì)泵運(yùn)行壽命影響極大，再加上兩用一備的運(yùn)行方式并不合理，這樣就有了解決問(wèn)題的思路和科學(xué)方法，即選擇大流量的葉輪轉(zhuǎn)子組。穩(wěn)定運(yùn)行后，供水工序的運(yùn)行成本降低近一半，維護(hù)壓力的成本也極大地降低。