GSB-L1型立式高速泵的運行優勢及故障處理

鄭麗萍

（河南省中原大化集團，河南濮陽457004）

為緩解環保壓力，河南省中原大化集團三聚氰胺公司于2004年上了一套高壓廢水處理裝置，三胺廢水高速泵是該套裝置的關鍵設備，操作溫度：283℃，出口壓力：10.76MPa。該泵自運行以來，先后出現增速箱損壞、泵汽化、機封泄漏頻繁等現象。針對該泵出現的問題從操作和設備兩個方面進行了分析，總結了泵損壞的原因，制定了合理的解決方案，并實施技術改進。

1 高速升壓泵工藝流程及結構特點

1.1 工藝流程

三胺裝置產生的廢水進入循環液閃蒸槽，在0.6MPa、165℃下由高壓廢水泵P3201送入高壓分解塔R3201，在283℃、8.4MPa下將廢水溶液分解成氨和CO2，水解塔氣相回收至急冷尾氣系統回收利用；液相進入廢水汽提塔C3201，進一步將水解塔水解的氨、CO2汽提分離，經冷凝回收，汽提塔C3201底部生成的精制水，可以達到排放水標準，從而實現三胺裝置廢水處理的目的。

1.2 泵的基本結構及優勢

該泵立式安裝，電機通過增速箱通過兩級增速轉速達到20445rpm，葉輪安裝在增速箱輸出軸上，增速箱輸出軸軸封（即油封）為機械密封，泵體軸封也為機械密封，兩個機封都安裝在增速箱輸出軸上，軸向安裝間距小，結構緊湊。GSB-L1型立式高速泵增速箱采用強制潤滑，潤滑系統主要由下列零部件組成：增速箱油池、主油泵、油冷卻器、油過濾器、預潤滑輔助系統及相配管件。

主油泵為齒輪型油泵，由增速箱輸入軸直接驅動，油冷卻器為管殼式水冷型，冷卻水壓力不大于1.0MPa,冷卻水流量通過排出管線上切斷閥來調節，保證增速箱油溫在40℃～70℃之間。

1.3 立式高速離心泵的優勢

1.3.1 抗汽蝕性能好

圣達因泵常為立式結構，進口管線和出口管線在同一中心線上，葉輪和誘導輪直接安裝在高速軸上，靠反向鎖緊螺栓和鎖緊墊圈進行固定。葉輪是全開式直線輻射狀，無軸向載荷，無需平衡裝置。葉輪前端裝有誘導輪，具有良好的吸入性能、抗汽蝕性。葉背間隙3mm，因此根本不會發生因汽蝕而造成的耐磨環磨損現象。除擴散器的噴嘴外，沒有特別磨損的部位。又由于葉輪前后側間隙也寬，所以能處理相當濃度的料漿和高達500cp左右的高黏度的液體。

1.3.2 效率高

它的高轉速是通過優異的增速器來實現，最高可達34000r/min，液體以葉輪出口處的切向速度在泵體內高速旋轉，只是在擴散器處才有一部分流體流出。因此，最高揚程可達1760m，在低比轉數范圍內，由于液體與葉片之間幾乎沒有相對流動，水力損失很小，效率比一般離心泵高。1.3.3 結構緊湊、體積小

由于高速泵通過提高轉速和特殊的葉輪設計，所以能產生以往只有多級離心泵或往復泵才能得到的高揚程，無論從結構上還是運行性能上都具有多級泵或往復泵不可比擬的優點。它能承受較高的載荷應力，熱沖擊性好，可輸送-130～+260℃的液體；結構緊湊，質量輕，體積小，基礎工程簡單，易于管道中安裝；泵的整體結構為全封閉式，可以在露天安裝運輸。

1.3.4 密封結構獨特

該泵的機械密封屬于靜止、平衡、內流式，結構極為緊湊。為了不受泵高速回轉而造成的離心影響，在旋轉側僅裝有密封環（動環），沒有傳統的動環座，靠葉輪和軸套定位安裝。而靜止側由密封環、可自動調心的聚四氟乙烯制的楔行密封圈、補償機構組成，極為穩定。通過這樣簡單的構成，成功的控制了高速旋轉的軸對泵縱向尺寸的要求。使得在盡可能短的軸向空間，豐富的安裝兩套乃至三套機械密封以及各種沖洗、排泄、加熱冷卻等輔助設備。另外密封采用流體壓力平衡型，因此軸封部分與排出壓力的高低無關，經常僅承受接近于吸入壓力的壓力。密封設計成內流式，泄漏方向與密封面的回轉離心力方向相反，有效的限制了軸的高速旋轉所造成的影響干擾。該泵的另一獨到之處在于其極為合理緊湊的沖洗排泄機構。其一是在泵殼上設計了旋流分離器，少量流體經葉輪切向旋入分離器，在此完成固液分離，干凈的流體經管路進入密封腔沖洗密封面。另外則在密封腔周圍設計外部沖洗回路接口和泄漏管路接口，判斷機械密封失效方便快捷。

2 常見故障及原因分析

2.1 泵汽化

泵的入口設備是循環液閃蒸槽V6117，當該槽液位低于20%時，會造成泵吸入量不夠汽化。汽化發生時，泵體發生強烈振動，增速箱內件之間相互碰撞摩擦，造成高速軸、中速軸、活動軸承等零部件的損壞。

2.2 潤滑效果不好，增速箱損壞

增速箱油池的油量約為4L(不包括輔助管線和油冷卻器內存油量)，油位應該保持在油標視鏡的1/3～1/2之間。加油時油位過高，會產生大量泡沫及過熱。另輸入軸骨架油封泄漏，下箱體油機械密封泄漏，油冷卻器換熱管泄漏等會引起油位降低，油位過低，會使供油量不足，引起油溫升高，油溫高會造成增速箱內軸承潤滑不好，引起增速箱內件磨損，各配合部位間隙增大，引起泵振動。

2.3機封泄漏

由于高速泵運行工況苛刻，輸送介質為含有固體顆粒的物質，且機封油封安裝于同一軸上，結構緊湊，所以一旦介質側機封發生泄漏，介質很容易通過松動的O型環或者油封進入增速箱，引起增速箱內潤滑油乳化，造成高速運轉的高速軸和滑動軸承因潤滑不良燒結損壞。

2.4 油泵故障，油壓低

該泵采用強制潤滑方式，由輔油泵和主油泵為各潤滑點提供潤滑。啟動泵之前需先開啟輔油泵，油壓在0.2MPa以上方可啟動泵，主油泵磨損、密封面有缺陷，會造成油壓低，高速泵無法運轉。

3 對事故問題的處理

3.1 改造

（1）主控增加液位低報警開關，當循環液閃蒸槽液位低至30%時，主控出現報警，操作人員現場調節液位，保證泵吸入流量正常。如果需要的話，可開大泵副線閥，增大返回到泵前介質貯罐的回流量。（2）儀表增加遠傳信號，控制中心人員可通過電腦觀察油溫，當油溫高于85℃時，安排人員檢查油位、油質、油壓等，清理油冷器和冷卻水濾網，降低油溫，以防增速箱因油溫高引起潤滑不好損壞。（3）增加油壓低聯鎖，當油壓低于0.14MPa時，連鎖動作，泵停，以防泵因潤滑不好造成增速箱損壞。（4）主油泵密封面加工凹槽，使主油泵更好的定位。（5）油冷器冷卻水進出口管線增加導淋，定期反沖換熱管。（6）機封靜環座固定螺栓孔鑲套，絲孔由原來的6mm擴大至8mm,對機封加固處理，防止靜環松動引起泄漏。

3.2 改進措施

（1）由于輸送的介質溫度高（283℃），直接引液易造成介質閃蒸。啟動泵前，先打開機封沖洗水，讓液體完全充滿泵體，打開出口導淋排放確保泵體內無空氣或介質蒸汽，再打開入口閥門引液。（2）停車檢修時檢查循環液閃蒸槽V3117液位計，如有異常進行修復或更換，避免液位誤報。（3）由于油冷器原設計安裝位置離泵體較近，而泵體的溫度283℃，會產生輻射熱，根據現場實際，將油冷器重新更換安裝位置，有效降低油溫。（4）機封沖洗水由原來的300kg/h改為600kg/h，以提高機封的使用壽命。（5）平時關停輔油泵，油壓低于0.2MPa，再啟動輔油泵，延長泵的使用壽命。（6）為防止在潤滑油油路上存在氣囊，油冷卻器安裝位置調整到低于油過濾器位置。

4 結束語

中原大化公司廢水處理裝置對三胺裝置的環保達標排放起著至關重要的作用，而GSB-L1型立式高速離心泵運行情況直接影響裝置的穩定，通過以上各項措施的改進實施，到目前為止，四臺高速升壓泵運行一直較平穩，設備使用壽命大大延長，為廢水裝置的穩定運行提供了強有力的保證。