延長30萬濕法脫硫大型漿液循環(huán)泵泵軸使用壽命

肖敏

摘要：30萬濕法脫硫6臺大型漿液循環(huán)泵惡性斷軸事件的發(fā)生一直困擾著檢修與運行人員。由于揚程的關系，#2泵在提高脫硫效率的問題上一直擔當重任，由于其故障頻發(fā)，嚴重影響脫硫效率。因此先對#2漿液循環(huán)泵實施改進。通過對泵軸頭螺紋退刀槽的改進，減輕了軸頭應力集中現象；通過對泵軸材質及軸套密封的改進，減輕了腐蝕性漿液對葉輪及軸頭的磨損；嚴格控制漿液密度，減小泵啟動力矩，避免了泵軸斷的惡性事件的發(fā)生。#2漿液循環(huán)泵的成功改造為同類型泵軸的改進提供了參考依據。由于斷軸故障的消除，相應的泵軸的穩(wěn)定運轉延長了機械密封的使用壽命，節(jié)省了大量的維護費用，極大地減輕了工人的勞動強度，提高了脫硫效率，保證了脫硫電價，為綠色環(huán)保做出了貢獻。

關鍵詞：應力集中 軸頭腐蝕啟動扭矩大漿液濃度大

簡 介

為響應國家節(jié)能減排號召，加強大氣污染物的治理措施，保護環(huán)境，實現地區(qū)經濟的可持續(xù)發(fā)展，我廠30萬機組鍋爐首次采用兩套石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置。工程由浙大網新機電工程公司在校核煤種、鍋爐最大工況BMCR、處理100%煙氣量條件下脫硫裝置脫硫率保證值不小于95%,脫硫裝置布置在煙囪后。

石灰石-石膏濕法煙氣脫硫裝置采用價廉易得的石灰石作脫硫吸收劑，石灰粉經消化處理后加水攪拌制成吸收漿液。在吸收塔內，吸收漿液與煙氣接觸混合，煙氣中的SO2與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的氧化空氣進行化學反應被脫除，最終反應產物為石膏。脫硫后的煙氣經除霧器除去帶有的細小液滴，經加熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿液經漿液循環(huán)泵、脫水裝置脫水后回收吸收漿液循環(huán)利用。

漿液循環(huán)泵為我廠30萬鍋爐運行石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統中的主體設備之一，其作用就是不斷的向吸收塔系統添加新鮮的石灰石漿液至噴嘴，以補充吸收反應消耗的石灰石漿液。其能否安全經濟運行直接影響到脫硫效率。

漿液循環(huán)泵自投入運行以來，經常發(fā)生故障，由于檢修時間較長不能及時投入運行，導致脫硫效率降低。漿液循環(huán)泵一旦發(fā)生故障必須停止運行，嚴重時須關閉煙氣擋板，鍋爐脫硫停止運行，加裝堵板后再運行其它兩臺泵，這樣一來我廠30萬機組脫硫效率明顯降低。故障如果不能及時處理，環(huán)保局會按脫硫系統停運處理，甚至征收排污費，并要求停機整頓，影響我廠相應脫硫電價。因此決定對其進行現場攻關治理。泵軸斷是造成該設備故障次數多從而降低正常脫硫運行的主要問題。

原因分析：

通過現場深入調查及原因分析找到泵軸斷的主要原因有以下六個方面：

1、螺紋退刀槽較深。

2、選用材質耐腐蝕性能低。

3、輪轂與軸套之間密封不好。

4、漿液密度較高。

5、啟泵之前沒有盤車。

6、啟動前沒進行反沖洗。

對策實施

實施一：重新設計螺紋退刀槽

斷軸處基本上為軸頭與葉輪連接螺紋退刀槽根部，該處為梯形螺紋底扣直接過渡成為退刀槽。

《機械設計基礎》要求：泵軸進行結構設計時，應盡量減少應力集中。在截面積發(fā)生突然變化處應采用半徑較大的退刀圓角，以免發(fā)生應力集中現象導致泵軸斷裂。

將軸頭螺紋退刀槽重新設計改造加工為半徑較大的退刀圓角。

實施二：選用耐腐蝕性能相對高的材質

根據《300MW鍋爐脫硫檢修規(guī)程》要求：漿液PH值正常值為5.-5.7。可見泵軸需采用耐腐蝕材料。而經過金屬試驗測定斷軸為普通碳鋼加工而成，材質中不含有耐腐蝕性元素。

因此重新選用材質為35CrMoV,并經調質處理，確定方案后重新加工，安裝之前送交金屬實驗室進行金屬硬度測試，硬度分別為：HRC19.7,HRC22,HRC21.7。

實施三：對軸套密封進行改進

1、對生產廠家提供給的軸套進行改造，將軸套兩個端面開設可以安裝直徑為3mm膠輥的溝槽。

2、只允許在軸頭螺紋處涂抹抗黏結劑。

3、安裝時軸套與輪轂配合緊密，以防漿液泄漏于輪轂內與軸螺紋聯接處，造成對泵軸頭以及葉輪輪轂的腐蝕性損傷；另一端加裝膠圈以防漿液以及機械密封水沿軸向漏入軸承箱內對軸承造成損壞。

實施四：對減速機密封進行改進

將減速機兩側端蓋加裝了雙油封，解決了減速機漏油問題。

實施五：對漿液密度進行控制

1、運行人員嚴格按要求起停泵，必須進行反沖洗工作以及啟動盤車靈活，以免漿液沉積于泵殼下方造成啟泵負載過大。

2、嚴格控制漿液濃度，減少漿液池攪拌機故障，以免發(fā)生漿液濃度高對泵造成的損壞。

效果檢查

由于斷軸故障的消除，相應的泵軸的穩(wěn)定運轉延長了機械密封的使用壽命，并且采用了雙密封的小改革將減速機漏油故障消除，加強日常的檢查維護，從而使#3爐#2漿液循環(huán)泵改進后故障減少次數明顯，為同類型泵軸的改進做參考依據。之后我們對其余5臺泵相繼進行了改進，效果顯著。

經濟效益及綜合評價

改造前，斷軸事件的發(fā)生一直困擾著檢修與運行人員，由于揚程的關系，#2泵在提高脫硫效率的問題上一直擔當重任，由于其故障頻發(fā)，嚴重影響脫硫效率。

經過改造后：

泵軸、軸套密封的改進，減輕了腐蝕性漿液對葉輪及軸頭的磨損，避免了泵軸斷的惡性事件的發(fā)生，延長了備品備件的使用壽命，如果以兩臺爐六臺泵計算改進后每年節(jié)約材料費用360萬元，節(jié)省了大量的維護費用。極大地減輕了工人的勞動強度。提高了脫硫效率，保證了脫硫電價，為綠色環(huán)保做出了貢獻。

總結：

此次改進活動，達到了較好的預期效果，改善了設備的運行狀況，解決了脫硫系統中安全運行的不利因素，使得30萬濕法脫硫大型漿液循環(huán)泵的惡性斷軸事件減少發(fā)生。

參考文獻:

【1】 《濕法脫硫系統安裝與運行》美國KSB泵業(yè)有限公司 2008年出版 14-15

【2】 安錦民 郝永剛 趙德云等Q/104-103.2內蒙華電包頭第二熱電廠企業(yè)標準 技術標準《300MW鍋爐檢修工藝規(guī)程》【S】包頭第二熱電廠標準委員會 2008年6月出版 頁碼：229-233

【3】楊可楨 程光蘊.《機械設計基礎》【M】.高等教育出版社.1988年出版.P117-129.