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(yùn)行人員。由于揚(yáng)程的關(guān)系，#2泵在提高脫硫效率的問題上一直擔(dān)當(dāng)重任，由于其故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響脫硫效率。因此先對#2漿液循環(huán)泵實(shí)施改進(jìn)。通過對泵軸頭螺紋退刀槽的改進(jìn)，減輕了軸頭應(yīng)力集中現(xiàn)象；通過對泵軸材質(zhì)及軸套密封的改進(jìn)，減輕了腐蝕性漿液對葉輪及軸頭的磨損；嚴(yán)格控制漿液密度，減小泵啟動(dòng)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(jìn)提供了參考依據(jù)。由于斷軸故障的消除，相應(yīng)的泵軸的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)延長了機(jī)械密封的使用壽命，節(jié)省了大量的維護(hù)費(fèi)用，極大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了脫硫效率，保證了脫硫電價(jià)，為綠色環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞：應(yīng)力集中 軸頭腐蝕啟動(dòng)扭矩大漿液濃度大

簡 介

為響應(yīng)國家節(jié)能減排號召，加強(qiáng)大氣污染物的治理措施，保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)地區(qū)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，我廠30萬機(jī)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(wǎng)新機(jī)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(jià)廉易得的石灰石作脫硫吸收劑，石灰粉經(jīng)消化處理后加水?dāng)嚢柚瞥晌諠{液。在吸收塔內(nèi)，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(jìn)行化學(xué)反應(yīng)被脫除，最終反應(yīng)產(chǎn)物為石膏。脫硫后的煙氣經(jīng)除霧器除去帶有的細(xì)小液滴，經(jīng)加熱器加熱升溫后排入煙囪。脫硫石膏漿液經(jīng)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(yùn)行石灰石-石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)中的主體設(shè)備之一，其作用就是不斷的向吸收塔系統(tǒng)添加新鮮的石灰石漿液至噴嘴，以補(bǔ)充吸收反應(yīng)消耗的石灰石漿液。其能否安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行直接影響到脫硫效率。

漿液循環(huán)泵自投入運(yùn)行以來，經(jīng)常發(fā)生故障，由于檢修時(shí)間較長不能及時(shí)投入運(yùn)行，導(dǎo)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(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)須關(guān)閉煙氣擋板，鍋爐脫硫停止運(yùn)行，加裝堵板后再運(yùn)行其它兩臺泵，這樣一來我廠30萬機(jī)組脫硫效率明顯降低。故障如果不能及時(shí)處理，環(huán)保局會按脫硫系統(tǒng)停運(yùn)處理，甚至征收排污費(fèi)，并要求停機(jī)整頓，影響我廠相應(yīng)脫硫電價(jià)。因此決定對其進(jìn)行現(xiàn)場攻關(guān)治理。泵軸斷是造成該設(shè)備故障次數(shù)多從而降低正常脫硫運(yùn)行的主要問題。

原因分析：

通過現(xiàn)場深入調(diào)查及原因分析找到泵軸斷的主要原因有以下六個(gè)方面：

1、螺紋退刀槽較深。

2、選用材質(zhì)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(dòng)前沒進(jìn)行反沖洗。

對策實(shí)施

實(shí)施一：重新設(shè)計(jì)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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》要求：泵軸進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量減少應(yīng)力集中。在截面積發(fā)生突然變化處應(yīng)采用半徑較大的退刀圓角，以免發(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象導(dǎo)致泵軸斷裂。

將軸頭螺紋退刀槽重新設(shè)計(jì)改造加工為半徑較大的退刀圓角。

實(shí)施二：選用耐腐蝕性能相對高的材質(zhì)

根據(jù)《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(jīng)過金屬試驗(yàn)測定斷軸為普通碳鋼加工而成，材質(zhì)中不含有耐腐蝕性元素。

因此重新選用材質(zhì)為35CrMoV,并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，確定方案后重新加工，安裝之前送交金屬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行金屬硬度測試，硬度分別為：HRC19.7,HRC22,HRC21.7。

實(shí)施三：對軸套密封進(jìn)行改進(jìn)

1、對生產(chǎn)廠家提供給的軸套進(jìn)行改造，將軸套兩個(gè)端面開設(shè)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(jié)劑。

3、安裝時(shí)軸套與輪轂配合緊密，以防漿液泄漏于輪轂內(nèi)與軸螺紋聯(lián)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(jī)械密封水沿軸向漏入軸承箱內(nèi)對軸承造成損壞。

實(shí)施四：對減速機(jī)密封進(jìn)行改進(jìn)

將減速機(jī)兩側(cè)端蓋加裝了雙油封，解決了減速機(jī)漏油問題。

實(shí)施五：對漿液密度進(jìn)行控制

1、運(yùn)行人員嚴(yán)格按要求起停泵，必須進(jìn)行反沖洗工作以及啟動(dòng)盤車靈活，以免漿液沉積于泵殼下方造成啟泵負(fù)載過大。

2、嚴(yán)格控制漿液濃度，減少漿液池?cái)嚢铏C(jī)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(yīng)的泵軸的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)延長了機(jī)械密封的使用壽命，并且采用了雙密封的小改革將減速機(jī)漏油故障消除，加強(qiáng)日常的檢查維護(hù)，從而使#3爐#2漿液循環(huán)泵改進(jìn)后故障減少次數(shù)明顯，為同類型泵軸的改進(jìn)做參考依據(jù)。之后我們對其余5臺泵相繼進(jìn)行了改進(jìn)，效果顯著。

經(jīng)濟(jì)效益及綜合評價(jià)

改造前，斷軸事件的發(fā)生一直困擾著檢修與運(yùn)行人員，由于揚(yáng)程的關(guān)系，#2泵在提高脫硫效率的問題上一直擔(dān)當(dāng)重任，由于其故障頻發(fā)，嚴(yán)重影響脫硫效率。

經(jīng)過改造后：

泵軸、軸套密封的改進(jìn)，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(jì)算改進(jìn)后每年節(jié)約材料費(fèi)用360萬元，節(jié)省了大量的維護(hù)費(fèi)用。極大地減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。提高了脫硫效率，保證了脫硫電價(jià)，為綠色環(huán)保做出了貢獻(xiàn)。

總結(jié)：

此次改進(jìn)活動(dòng)，達(dá)到了較好的預(yù)期效果，改善了設(shè)備的運(yùn)行狀況，解決了脫硫系統(tǒng)中安全運(yùn)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(xiàn):

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