雙缸蒸汽往復(fù)泵汽缸修復(fù)

陳智春

摘 要：通過對往復(fù)泵在運(yùn)行中出現(xiàn)的汽缸填料泄漏、蒸汽損耗大的問題進(jìn)行了認(rèn)真分析后，發(fā)現(xiàn)汽缸內(nèi)徑磨損，汽缸活塞拉桿下沉，因此對汽缸進(jìn)行了鑲套修復(fù)，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：往復(fù)泵;汽缸;修復(fù)

1 概述

煉油廠酮苯糠醛車間有4臺仿前蘇聯(lián)的雙缸蒸汽往復(fù)泵（型號：2QYR-112/25），驅(qū)動蒸汽壓力為1.0MPa，于1980年安裝投入生產(chǎn)，正常生產(chǎn)時(shí)運(yùn)行2臺，其余兩臺做為備用泵，保證連續(xù)生產(chǎn)。該泵為轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)的蠟液輸出泵，由于泵長期運(yùn)行，汽缸內(nèi)徑磨損，間隙超差，因此經(jīng)常出現(xiàn)填料泄漏嚴(yán)重、活塞桿磨損加快、蒸汽損耗大的問題，無法達(dá)到長周期運(yùn)行的目的。

2 結(jié)構(gòu)原理

2.1 蒸汽往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)

雙缸蒸汽往復(fù)泵的結(jié)構(gòu)主要由汽缸、連接體、填料箱和液缸等四部分組成。汽缸一般用鑄鐵或球墨鑄鐵鑄成，它將蒸汽的能量作用在汽缸活塞上轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運(yùn)動的機(jī)械能，通過活塞桿傳遞給液缸活塞擠壓液體作功。汽缸內(nèi)活塞上裝有活塞環(huán)，對于汽缸兩側(cè)起到密封作用。連接體主要連接汽缸、液缸，支承各運(yùn)動件對中。填料箱由填料箱體、底環(huán)、密封環(huán)、盤根、格蘭組成，起拉桿密封作用。液缸由缸體、缸套、閥室等組成。

2.2 蒸汽往復(fù)泵的工作原理

當(dāng)活塞由左向右移動時(shí)，液缸左邊的工作室容積逐漸增大，壓力降低。容器中的液體在壓力差的作用下，克服吸入管內(nèi)水力損失及吸入閥的阻力，頂開液缸左邊的吸入閥，進(jìn)入左邊工作室。左邊的排出閥受到排除管道中液體的壓力作用而關(guān)閉。與此同時(shí)，右邊工作室容積逐漸變小，活塞運(yùn)動的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液體的壓力能，使右工作室內(nèi)液體的壓力逐漸升高。在液體壓力作用下，右邊的吸入閥關(guān)閉，而排出閥則被頂開，具有較高壓力的液體就通過排出閥排出管道中。當(dāng)活塞移動到右邊端點(diǎn)時(shí)，左邊工作室容積達(dá)到最大，右邊工作室容積最小。

當(dāng)活塞向左移動時(shí)，右邊排出閥關(guān)閉，吸入閥打開，吸入液體。左邊工作室的吸入閥關(guān)閉，排出閥打開，排出高壓液體。當(dāng)活塞移動到左邊端點(diǎn)時(shí)，左邊工作室容積最小，右邊工作室容積最大。然后活塞又重新開始向右移動，即開始一個(gè)新的工作循環(huán)。

3 原因分析及處理方法

3.1 原因分析

泵解體后，經(jīng)過對零部件的測量，得出結(jié)論，填料泄漏的主要原因是汽缸內(nèi)徑磨損嚴(yán)重，活塞下沉，活塞桿與填料壓蓋產(chǎn)生摩擦，活塞桿磨損有溝痕，因此填料經(jīng)常泄漏。

汽缸在工作時(shí)的蒸汽溫度為250℃，雖然加入了一些潤滑油，但由于汽缸溫度高，使得潤滑油的粘度指數(shù)降低，在兩表面間沒有形成完整的油膜。在這樣的工況下運(yùn)行，活塞環(huán)與汽缸磨損也就隨之產(chǎn)生。經(jīng)過長時(shí)間的運(yùn)行磨損，造成活塞環(huán)與汽缸的配合間隙超差，原汽缸尺寸為Φ450mm，測量磨損后的汽缸尺寸為Φ459.8mm，最大間隙超差9.8mm，汽缸活塞環(huán)起不到密封的作用，在同等蒸汽量和相同壓力下，活塞兩端的壓力差減小，蒸汽往復(fù)泵的沖程次數(shù)減少。為了滿足生產(chǎn)需要，彌補(bǔ)汽缸活塞環(huán)與汽缸之間的蒸汽泄漏量，必須增大蒸汽閥門的開度來增加沖程次數(shù)，因此，蒸汽耗量上升。測得當(dāng)時(shí)的裝置總處理量為65t/h，停運(yùn)前的蒸汽總量為7.4t/h。

活塞下沉后，活塞桿與填料壓蓋內(nèi)徑產(chǎn)生摩擦，填料壓蓋內(nèi)徑原尺寸為Φ69mm，測量磨損后的填料壓蓋內(nèi)徑尺寸為Φ73.6mm。

3.2 處理方法

針對上述原因分析，經(jīng)過論證，認(rèn)為將汽缸內(nèi)徑鏜圓，重新鑲套使內(nèi)徑達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)尺寸，填料壓蓋內(nèi)徑修復(fù)鑲套，可使泵達(dá)到原泵設(shè)計(jì)要求。

4 實(shí)施

4.1 缸套的毛坯預(yù)制

根據(jù)原泵設(shè)計(jì)，汽缸套的材質(zhì)選擇HT24～44，硬度為HB200～240。鑄造后的毛坯應(yīng)作消除應(yīng)力處理，鑄件金相組織基體為珠光體，表面不允許有砂眼、縮孔等任何缺陷。

4.2 缸套的修復(fù)

首先將原汽缸內(nèi)徑上鏜床，以φ490孔為基準(zhǔn)鏜至尺寸φ470mm。缸套內(nèi)徑粗車削至小于φ450mm，外徑車削至φ470mm，將缸套壓入汽缸中，配合采用H7/n6。然后加工缸套內(nèi)徑，仍以φ490孔為基準(zhǔn)加工磨至φ450+ 0.12mm。加工后的缸套內(nèi)徑表面粗糙度Ra=0.8，園度小于0.03mm，園柱度小于0.06mm。

4.3 填料壓蓋的修復(fù)

將填料壓蓋內(nèi)徑車削至φ79mm，將加工好的小套壓入填料壓蓋中，配合采用H7/p6。然后加工填料壓蓋內(nèi)徑，車削至原尺寸φ69mm。

5 修復(fù)后的運(yùn)行情況和經(jīng)濟(jì)效益

5.1 修復(fù)后的運(yùn)行情況

經(jīng)過對蒸汽往復(fù)泵修復(fù)后進(jìn)行試車，為了測試改造后的效果，將裝置的總處理量控制在65t/h，以保證測試數(shù)據(jù)的可比性，泵開啟后的裝置總蒸汽量為7.0t/h，比磨損后的蒸汽總量降低了0.4t/h。泵運(yùn)行24h進(jìn)行驗(yàn)收：蒸汽往復(fù)泵運(yùn)行平穩(wěn)，出口流量能夠滿足生產(chǎn)需求;油缸泄漏量小于10滴/分，汽缸填料無明顯蒸汽泄漏;注油器下油量穩(wěn)定并符合運(yùn)行要求;在處理量穩(wěn)定在65t/h，收率56%時(shí)，裝置的蒸汽總量仍然保持在7.0t/h。該泵汽缸修復(fù)后，運(yùn)行平穩(wěn)，流量能夠滿足生產(chǎn)需要，汽缸填料無明顯蒸汽泄漏。裝置的蒸汽耗量明顯降低。以上結(jié)果表明，對雙缸蒸汽往復(fù)泵的汽缸修復(fù)取得了良好的效果。

5.2 經(jīng)濟(jì)效益

①修復(fù)前的配件費(fèi)用：該泵修復(fù)前，平均每月更換汽缸活塞桿2根，每月更換填料2次，每次10圈填料。每年活塞桿費(fèi)用：2×12×3076=78324元。每年填料費(fèi)用：10×24×382=91680元;②修復(fù)后的配件費(fèi)用：該泵修復(fù)后，活塞桿可使用一年以上，填料每季度更換一次。每年活塞桿費(fèi)用：2×3076=6152元。每年填料費(fèi)用：10×4×382=15280元;③蒸汽耗量：該泵汽缸修復(fù)后，根據(jù)裝置測算，每小時(shí)可節(jié)約蒸汽0.4t。每年可節(jié)約蒸汽：0.4×24×365×90=315360元;④總的效益：每年可節(jié)約費(fèi)用：315360+78324+91680-6152-15280-21500（汽缸修復(fù)費(fèi)用）=442432元。

6 結(jié)論

通過對蒸汽往復(fù)泵的汽缸修復(fù)，大大降低了填料的泄漏率，降低了蒸汽的損耗，從而降低了員工的勞動強(qiáng)度，保證了裝置的長周期運(yùn)行。

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