尿素水解泵的檢修與改造

王俊鋒

（江蘇靈谷化工有限公司，江蘇宜興 214213）

尿素水解泵的檢修與改造

王俊鋒

（江蘇靈谷化工有限公司，江蘇宜興 214213）

分析尿素裝置水解泵投產(chǎn)以來出現(xiàn)的問題，提出有效的解決措施，延長水解泵的使用周期，保證解吸水解系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

水解泵；故障；措施

江蘇靈谷化工有限公司大化肥項(xiàng)目，氣化裝置采用華東理工大學(xué)自主開發(fā)的四噴嘴水煤漿氣化工藝，凈化裝置采用耐硫變換、低溫甲醇洗脫硫脫碳、甲烷化工藝，合成裝置采用凱洛格冷凍液化提純工藝，尿素裝置采用改進(jìn)型Stamicarbon二氧化碳汽提工藝，項(xiàng)目于2008年開工，2009年7月尿素裝置試車，8月23日開車成功。尿素裝置設(shè)計(jì)日產(chǎn)2 000 t，其解吸水解系統(tǒng)采用斯納姆氨臥式水解器工藝——將工藝?yán)淠翰凼占南“彼⒛蛩鼗旌弦褐械腘H3、CO2、尿素回收，并回收處理后的廢水，設(shè)計(jì)處理量為50．6 m3／h。

尿素裝置解吸水解系統(tǒng)的水解器給料泵P5703的作用是，將解吸塔上塔C5701底部的解吸液加壓到3．8 MPa后送到水解器V5702，利用高溫蒸汽對尿素進(jìn)行水解。該泵的運(yùn)行工況直接關(guān)系到解吸水解系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行，是尿素裝置的重要設(shè)備。從尿素裝置開車試運(yùn)行以來，該泵故障率較高，導(dǎo)致水解系統(tǒng)開停車頻繁，并對整個(gè)尿素裝置的穩(wěn)定運(yùn)行及環(huán)保工作造成極大影響。我們對該泵所發(fā)生的故障及檢修過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行分析，并逐步改造，使其運(yùn)行周期不斷提高，大大扭轉(zhuǎn)了水解系統(tǒng)運(yùn)行的不利局面。

1 水解泵簡介

水解泵（P5703）設(shè)計(jì)為6級臥式離心泵，由大連化工耐腐蝕泵廠制造，型號是DMC80I×6，機(jī)械密封采用彈簧壓緊式，其管路為API610中的Plant21＋G形式，傘形軸承（其作用是平衡軸向推力）采用油浴潤滑和空氣冷卻。水解泵結(jié)構(gòu)示意如圖1，主要性能參數(shù)如下：

圖1 解泵結(jié)構(gòu)示意

吸入壓力 0．42 MPa

排出壓力 3．8 MPa

泵送介質(zhì)溫度 145℃

流量 82．5 m3／h

輸入功率 132 k W

泵轉(zhuǎn)速 2 950 r／min

泵效率 70%

揚(yáng)程 367 m

2 水解泵出現(xiàn)的問題及采取的措施

自尿素裝置開車至2010年4月，水解泵（P5703）運(yùn)行比較穩(wěn)定；5月份以后，該泵頻繁出現(xiàn)故障：機(jī)械密封損壞、末級葉輪燒壞、傘形止推軸承損壞等；特別是傘形止推軸承多次出現(xiàn)損壞，并與主軸咬死，只要水解系統(tǒng)開停車，肯定燒壞一臺泵的傘形止推軸承，必須立即檢修。2010年5月份首次出現(xiàn)水解泵3故障，拆開泵體發(fā)現(xiàn)：①水解泵第一級葉輪損壞，第一級扣環(huán)與主軸粘連在一起；②傘形止推軸承嚴(yán)重?zé)龎模虎蹆啥藱C(jī)械密封損壞。在隨后的幾次事故維修中，發(fā)現(xiàn)水解泵故障幾乎都是上述三種。為了徹底解決水解泵的故障，我們有針對性地提出了具體的解決方案。

2.1 水解泵第一級葉輪損壞，第一級扣環(huán)與主軸咬合

從拆檢情況看，動靜部件咬合比較嚴(yán)重。通過查找水解泵原始動靜部件間隙記錄發(fā)現(xiàn)，動靜部件間隙偏小，所以決定對水解泵的動靜部件間隙進(jìn)行調(diào)整。

解決措施 水解泵的密封環(huán)與葉輪的原始間隙值為（35±5）μm，調(diào)整后為（45±5）μm；平衡鼓和平衡鼓套的原始間隙值為30～36μm，此間隙未作調(diào)整；第一級葉輪與入口端的密封環(huán)原始間隙值為（35±5）μm，調(diào)整后為（45±5）μm。通過調(diào)整動靜部件間隙，水解泵在使用過程中發(fā)生動靜部件咬合的概率大大降低。

2.2 機(jī)械密封損壞

在檢修水解泵期間，查閱解吸塔圖紙發(fā)現(xiàn)，第一解吸塔底部總?cè)莘e僅為1．73 m3，水解泵極易發(fā)生抽空現(xiàn)象。因?yàn)闄C(jī)械密封的冷卻液是首級葉輪出口的抽出液，當(dāng)液位被抽空時(shí)，會導(dǎo)致進(jìn)入機(jī)械密封的冷卻液量減小或消失，此時(shí)機(jī)械密封動靜部件很容易發(fā)生硬摩擦，機(jī)械密封損壞。

解決措施 將原水解泵第一級葉輪抽出口堵掉，重新配一路密封水到機(jī)械密封，使用密封水冷卻機(jī)械密封動靜環(huán)；機(jī)械密封冷卻水的管路設(shè)計(jì)采用API標(biāo)準(zhǔn)中的Plant32形式。此改造措施實(shí)施后，水解泵再也沒有發(fā)生過機(jī)械密封損壞現(xiàn)象。

2.3 傘形軸承嚴(yán)重?zé)龎?/p>

在水解泵的幾次故障檢修時(shí)，均發(fā)現(xiàn)傘形止推軸承嚴(yán)重?fù)p壞。經(jīng)分析，可能的原因是：①水解泵運(yùn)行，當(dāng)液位被抽空時(shí)，葉輪受到液體的反作用力變小或突然消失，直接導(dǎo)致泵的軸向推力變化，增加了傘形止推軸承上的軸向推力，這是在開停車期間傘形止推軸承頻繁燒壞的主要原因，同時(shí)也是導(dǎo)致首級葉輪、扣環(huán)損壞的根本原因；②潤滑油的冷卻采用風(fēng)冷方式，在實(shí)際運(yùn)行中并不能很好地冷卻潤滑油，造成潤滑油溫度升高，粘度下降，起不到平衡軸向推力的作用。

解決措施 為了降低傘形止推軸承的溫度，將46＃潤滑油改為68＃潤滑油，增加潤滑油的粘度，減少溫度對潤滑油粘度的影響；潤滑油冷卻方式由風(fēng)冷改為循環(huán)水盤管冷卻，降低了潤滑油的運(yùn)行溫度。實(shí)施上述改造后，在之后的水解泵故障檢修過程中未發(fā)現(xiàn)過傘形軸承損壞現(xiàn)象。

2.4 運(yùn)行優(yōu)化措施

由于水解泵的葉輪與口環(huán)間隙比較小，因此開泵前一定要預(yù)熱，使泵體充分預(yù)熱后才能運(yùn)行；解吸塔要保證有一定的液位，防止泵抽空，避免水解泵的損壞。

2.5 其他改造措施

在檢修水解泵的同時(shí)，也從工藝方面進(jìn)行了分析。發(fā)現(xiàn)水解泵出口調(diào)節(jié)閥（LV-5802）存在較大的泄漏現(xiàn)象，這也是造成解吸塔上塔抽空的原因。為了避免解吸塔上塔被抽空及在開停車期間控制解吸塔上塔液位，在兩臺水解泵出口總管回流管線之后、出口調(diào)節(jié)閥（LV-5802）之前增加一個(gè)截止閥。

在水解系統(tǒng)開車初期，由于工藝?yán)淠褐邪睗舛容^高，解吸塔上塔容易發(fā)生結(jié)晶現(xiàn)象，間接導(dǎo)致解吸塔上塔底部液位較低，抽空概率增加。所以，在解吸塔給料泵出口至解吸塔上塔之間的管線上，增加一條蒸汽冷凝液管線。通過加入一部分蒸汽冷凝液，一方面降低了投料初期氨水的濃度，另一方面也增加了工藝?yán)淠嚎偭浚档徒馕纤怀榭盏母怕省?/p>

另外，泵在啟動時(shí)會產(chǎn)生很大的軸向推力；為了降低此軸向推力，配置了一根泵出口回入口的管線（如圖2）。泵啟動前，打開此管線上閥門；正常運(yùn)行期間，關(guān)閉此閥門。

3 結(jié) 語

通過對上述故障的處理，并提高檢修質(zhì)量，現(xiàn)階段水解泵開停車時(shí)幾乎沒有出現(xiàn)過故障，其運(yùn)行周期最長達(dá)12個(gè)月。水解泵的安全、穩(wěn)定、長周期運(yùn)行，不僅保障了水解系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，還關(guān)系到整個(gè)尿素裝置的長周期穩(wěn)定運(yùn)行——加強(qiáng)日常巡檢和提高檢修質(zhì)量至關(guān)重要。

The Overhaul and Revamp of the Urea Hydrolysis Pump

WANG Jun-feng
（Linggu Chemical Co．，Ltd．，Yixing Jiangsu 214213，China）

Analyze its problems since the urea hydrolysis pump put into operation，propose the effective solutions，extend the pump life and ensure safe and stable operation of the urea hydrolysis system．

urea hydrolysis pump；failure；solution

圖2 水解泵新增管線示意

TQ441．41

B

1003-6490（2014）01-0054-02

2013-12-19

王俊鋒（1977－），男，江蘇宜興人，助理工程師，江蘇靈谷化工大化肥分公司尿素車間設(shè)備主任，長期從事設(shè)備管理工作。