高壓煤漿泵活塞桿斷裂原因分析與處理

張洪偉+姬升紅

摘 要：高壓煤漿泵為氣化爐穩定長周期運行核心設備，通過對活塞桿斷裂原因分析并提出有效解決方案，解決了預緊力不足引起的活塞桿斷裂問題。

關鍵詞：煤漿泵；活塞桿；斷裂

中圖分類號：TQ205 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）10-0131-01

1 概述

公司氣化裝置為兗礦集團自主知識產權的對置式四噴嘴加壓氣化爐，該氣化爐工作壓力為6.5MPa。氣化爐的高壓煤漿通過高壓煤漿泵提供，高壓煤漿泵作為氣化爐運行的心臟，對氣化爐的穩定長周期運行起著至關重要的作用。

2 機組運行基本情況

公司有六臺高壓煤漿泵在用，為德國菲魯瓦（FELUWA）公司生產的雙缸雙作用軟管隔膜往復泵，設備型號為：ZGL 300/250-2K180-4SM 460 HD，出口壓力：93bar，流量：14-55m3/h，工作介質：煤漿，電機功率：250KW。該泵的主要結構由液力端和動力端組成。液力端由活塞、活塞桿、缸套、隔膜、隔膜室、進口閥、出口閥及推進液加注、排放機構組成；動力端由減速機、齒輪副、曲軸、連桿、十字頭等部件組成，由電機通過減速機驅動。2012年3月投入運行以來運行工況良好，2016年9月一臺高壓煤漿泵出現電機電流突降，泵體打量異常，氣化爐被迫退出一對燒嘴運行[1]。公司組織對故障高壓煤漿泵進行拆檢，發現泵的其中一根活塞桿在其和十字頭連接處的夾緊環所處的位置發生斷裂（見圖1所示）。

3 原因分析與處理

通過對活塞桿帶螺紋的端部處的照片顯示約90%為疲勞斷裂面，其余為被強制斷裂。分析認為活塞桿的螺紋位置為活塞桿的危險點，斷裂處明顯地處在活塞桿和驅動裝置的十字頭之間連接位置的夾緊環處（見圖2所示），活塞桿長期做往復運動，致使活塞桿螺紋連接部位預緊力不足，最終造成活塞桿材料出現疲勞斷裂。同時，通過對機組運行趨勢及機組振動、溫度等主要參數分析，也排除了驅動端出現問題的可能[2]。

針對該情況，解決活塞桿斷裂的問題即為解決提高螺紋連接部位預緊力的問題。經過與菲魯瓦設計人員溝通，認為需對連接部位進行改造，更換新的帶液壓螺母連接裝置的活塞桿（見圖3所示）[3]。

經過改造，十字頭上活塞桿的預張緊力能夠保證在活塞向后動作時活塞桿上承受的力大大地小于液壓螺母的預張緊力，并低于活塞桿的最大屈服強度，解決了預緊力不足的問題。

4 結語

高壓煤漿泵作為氣化裝置運行的核心設備，一旦發生故障，直接導致氣化爐停爐甚至系統停運，給企業造成較大安全生產隱患及經濟損失，保持其穩定長周期運行具有重要意義。通過改造提高螺紋連接部位預緊力，解決了活塞桿斷裂的問題，也為往復機組出現同類問題及時有效解決提供了借鑒意義。

參考文獻

[1]曾亮洲.高壓煤漿泵曲軸斷裂分析[J].中國科技縱橫，2013（13）：105-106.

[2]季思偉.淺析FELUWA高壓煤漿泵常見故障[J].化工管理，2015（18）：128.

[3]胡金平，梁家勇，張忠厚.Feluwa高壓煤漿泵的檢修要點與改造[J].山東化工，2013，（11）：191-193.