尿素甲銨泵組合閥改造小結

彭元波

（兗礦魯南化工有限公司新型肥料事業部，山東滕州 277500）

尿素甲銨泵組合閥改造小結

彭元波

（兗礦魯南化工有限公司新型肥料事業部，山東滕州 277500）

通過對甲銨泵組合閥運行常見故障分析，如閥芯及閥體密封面易沖刷腐蝕、閥體易裂、閥芯卡死等，制定對應優化改造方案，經實施驗證后效果較明顯。

甲銨泵；組合閥；進排液閥；閥芯；導向裝置；固溶處理

1 背景

兗礦魯南化工有限公司尿素Ⅲ裝置，年產40萬 t尿素，2007年投產，配套甲銨泵3臺，2開1備，該泵是尿素生產的主要設備，用于輸送尿素生產過程中所需的高壓氨基甲酸銨溶液，它的運行周期長短，直接影響尿素的系統穩定。

2 設備簡介

甲銨泵型號 3JA-14.7/15-TB，流量 7.4～14.7m3/h。該泵是臥式三缸單作用柱塞式往復泵。主機主要為液力端及動力端兩部分，另外配有一臺電動機，一臺 ZLYS 減速機，一臺齒輪油泵，油壓報警聯鎖及油潤滑系統，以保證設備安全運行。泵設計成連續運轉型，由電動機通過變頻器調速帶動齒輪減速器使泵的流量可在1∶2范圍里進行無極調速。

名稱 單位 參數工作介質 氨基甲酸銨溶液介質溫度 ℃ 74進口壓力 MPa 0.39出口壓力 MPa 15柱塞行程 mm 150柱塞直徑 mm 92往復次數 次 /min 45～90配套電機型號 YBPT280M-4配套電機功率 kW 90配套電機轉速 r/min 1 480

3 原因分析

1）排液閥閥芯與閥體的密封面沖刷損壞比較嚴重，主要因為閥體、閥芯密封面硬度差，高壓、高速的強腐蝕性甲銨液沖刷腐蝕作用下，易產生敲擊痕跡和泄漏。

選取現場A#甲銨泵三缸組合閥閥體和閥板密封面進行硬度（HRC）測量結果如下：

名稱 進液閥板 進液閥座 排液閥板 排液閥座南缸 30 31 30 30中缸 30 30 30 30北缸 30 30 30 31

2）閥芯密封面與閥體密封面接觸不正，密封面邊緣偏差在2mm左右，導致閥頭易碎裂，輔助導向定位彈簧易斷裂。

3）組合閥閥體易出現裂紋。主要原因閥體上開孔數量較多，分布不合理，造成閥體強度不夠。

4）頻繁倒泵，也會造成填料、密封件失效，失效后卡在進排液閥密封面處，易造成組合閥內漏，長時間內漏又加速閥芯、閥座密封面沖刷損壞。

5）缸頭尼龍墊易冷流變形，造成泵端壓蓋泄漏，采取在線緊固螺栓又造成尼龍墊加劇變形。

4 改造內容

1）閥芯、閥座密封面原始設計為奧氏體不銹鋼加工后經過熱處理，硬度提高不明顯，無法滿足頻繁啟閉要求。所以采用對閥芯和閥座密封面堆焊司太立合金，司太立合金（Stellite）是一種能耐各種類型磨損和腐蝕以及高溫氧化的硬質合金，然后機加工密封面高1.5mm，做固溶處理后，配對用1800目研磨砂研磨密封面研磨，并控制密封面表面粗糙度小于0.4。該方法處理后的密封面硬度可達 HRC38-40，大大提高抗沖刷及敲擊性。

名稱 進液閥板 進液閥座 排液閥板 排液閥座南缸 38 39 38 40中缸 39 38 38 39北缸 38 38 39 38

2）增加排液閥閥芯前端導向裝置，導向裝置的導向爪呈120°均布，與90°夾角均布相比，在運行時卡爪無對應力，防止發有運行時發生卡閥頭現象的發生。閥體與閥芯導向面表面粗糙度控制在小于1.6，導向爪外徑與閥體流到內徑間隙在 0.08-0.12mm，提高導向精度，保證排液閥閥芯密封面與閥體密封面接觸位置正確。

3）將排液閥頭后端，彈簧輔助導向定位，改為內定位。排液升程限位臺長度縮短，將排液閥閥芯升程限位開啟高度由7mm 提高12mm，延長排液閥閥芯與閥座密封面閉合時間，從而保證甲銨泵的流量不變。

4）流道底部增加組合閥拆裝螺紋，制作專用工具，提高檢修工作效率。

5）由于尼龍墊易產生冷流、老化脆斷，將組合閥與缸和缸蓋之間密封墊改為聚醚醚酮材質，該材質具有優異的力學性能及耐熱和耐化學性能，抗冷流性極好，包裝了在75℃甲銨液溫度下長時間使用。

5 效果分析

甲銨泵組合閥改造后，特別是排液閥芯增前端增加三爪導向裝置，為閥芯提供了良好的導向性，足夠的導向長度和適當的導向間隙，使閥芯運行受力均勻且減少阻力，進而保證了閥芯的長周期運行，運行周期由原來一個月提高至六個月，大大減少了檢維修工作量和費用。經統計，三臺甲銨泵每年可節省組合閥9套，合計約6.2萬元。鑒于改造獲得了很好的實際效果，甲銨泵組合閥的改造為設計、制作和生產使用起到了很好的指導作用。

[1] 胡憶溈 .化工設備與機器 [M].北京 ：化學工業出版社，2010.

[2] 王運炎，朱莉 .機械工程材料 [M].北京 ：機械工業出版社，2008.

[3] 任曉善 .化工機械維修手冊 [M].北京 ：化學工業出版社，2004.

Brief Summary of Modification of Urea Ammonia Pump Combination Valve

Peng Yuan-bo

Through the analysis of the common faults of ammonia pump combination valve for operation，such as the spool and the sealing surface of the valve body，the valve body is easy to erosion is easy to crack and spool stuck，making the corresponding optimization scheme，after the implementation of verif i cation after the effect is obvious.

ammonia pump ；combination valve ；intake and discharge valve ；spool；guide device ；solid solution treatment

TQ441.41

：B

：1003–6490（2017）07–0004–01

2017–05–18

彭元波（1990—），男，山東滕州人，助理工程師，主要研究方向為化工機械。