水煤漿氣化裝置洗滌塔給水泵故障分析及措施

郝曉玉

（中天合創能源有限責任公司，內蒙古鄂爾多斯 017300）

0 引言

中天合創化工分公司水煤漿氣化裝置中洗滌塔給水泵是將除氧器中回收利用后的低壓灰水加壓后送入氣化洗滌塔再循環，另一部分作為事故激冷水、鎖渣閥反沖水、鎖斗沖壓水進入氣化單元，從而實現灰水的循環利用。分公司氣化裝置14臺洗滌塔給水泵投入運行1年后，曾多次出現機械密封泄漏、打量不足、推力軸承溫度高、口環磨損，甚至出現推力軸承燒壞等現象，被迫停車檢修，影響了整個裝置的穩定運行。

1 設備及故障情況

洗滌塔給水泵型號為SZDP250-80，7級離心泵。泵體結構采用整體式殼體，首級葉輪雙吸式結構，其他6級葉輪背對背對稱布置，具有軸向力自平衡特點。洗滌塔給水泵主要由泵體、泵蓋、葉輪、軸、密封部件和底座等部件組成。其余技術參數，如洗滌塔給水泵型號SZDP250-80，流量278 m3/h，揚程765 m，額定轉速2980 r/min，效率79%介質溫度（110～135）℃，電機型號YB3-5005-2GW，功率900 kW。

設備單體試車時采用原水打回流方式，軸溫、壓力正常，出口壓力穩定在8.3 MPa。但在裝置開車運行約1年后，14臺洗滌塔給水泵陸續出現機械密封泄漏，推力軸承燒壞、打量不足，口環磨損等故障見表1。

表1 洗滌塔給水泵故障檢修情況

2 故障原因分析

由表1可以看出，洗滌塔給水泵常見故障可以歸為3類，機械密封失效泄漏，打量不足、軸承溫度高，口環磨損故障。

2.1 機械密封失效泄漏原因分析

該泵配套用機械密封為單端面機械密封，沖洗方案為PLAN32。由于機械密封失效后，采取更換原廠集裝式機械密封，因此安裝對后期影響因素少。導致失效泄漏主要原因有3點。

（1）操作人員在設備啟動時未按照先開沖洗水、后開入口閥進行操作；停機時未按照先給泵體泄壓、后關沖洗水進行操作，導致灰水中固體顆粒進入機械密封動靜環端面，加速密封端面損壞，導致機械密封泄漏，大大降低機械密封使用壽命。

（2）由于機封沖洗水管線在裝置開車時沖洗不徹底，系統投用后，沖洗水過濾器堵塞，且未及時發現，導致沖洗水量不足，壓力過低，不能起到密封沖洗作用，固體顆粒進入動靜環端面，損壞機械密封。

（3）泵入口介質含固量大，未及時清理過濾器，導致入口過濾器堵塞（圖1），泵出現抽空現象，導致泵體振動大，機械密封動靜環不斷的間歇性碰撞，使動靜環損壞，導致機械密封泄漏。

2.2 泵打量不足、軸承溫度高振動大原因分析

（1）入口介質為堿性低壓灰水，Ca、Mg離子含量高，經低壓閃蒸后，溫度達到110℃，極易沉淀結垢，導致進口總管堵塞（圖2）。泵進料不足，產生汽蝕現象，引起振動、溫度升高，出現打量不足。

圖1 入口過濾器情況

圖2 入口管線結垢情況

圖3 節流襯套磨損情況

圖4 口環磨損情況

（2） 節流襯套及泵內密封口環磨損情況，見（圖 3），（圖4）。泵內葉輪口環與泵體口環、節流襯套磨損后，內部間隙變大導致內漏，改變了原有自平衡狀態，使軸向力增大，進一步造成泵止推軸承負載過高，溫度由止推軸承傳到臨近的支撐軸承（溫度探頭布置在支撐軸承上），呈現出軸承溫度高的故障。

2.3 泵內密封口環磨損原因分析

拆解泵內件后，發現泵內葉輪口環與泵體口環、節流襯套都出現不同程度磨損。泵體、葉輪口環的材料為Cr17Ni2，并經過鍍硬鉻處理，表面硬度可達900HV，因此分析口環磨損屬于非正常磨損，可能造成磨損的原因有：①泵輸送介質在葉輪上結垢嚴重（圖5），導致轉子在運行過程中失去動平衡，振動大，與泵內靜止部件泵體口環出現瞬間接觸，發生相互磨損現象；②檢修質量把控不嚴。故障初期，洗滌塔給水泵124P0208C、G等泵在軸承溫度高后進行檢修時，因不了解軸承溫度高的深層原因，按常規辦法對支撐軸承進行刮削或換瓦，沒有對泵轉子與殼體之間的同心度進行復測，使同心度出現偏差，導致泵試車過程中內部口環、節流襯套發生磨損。

3 采取措施

（1）加強工藝操作。嚴格按照啟泵先開沖洗水，后開進口閥；停泵先泄壓，后關沖洗水手閥；其次逐一清理機封沖洗水過濾器，定期檢查備用泵沖洗水過濾器是否干凈。同時要求每周在線清理一次運行泵入口過濾器，盡量減少設備切換，避免因頻繁操作而降低設備使用壽命，增加故障風險。

圖5 葉輪結垢情況

（2）加強除氧器灰水工藝指標總堿度、總硬度、懸浮物分析管控，根據分析結果及時增減分散劑、絮凝劑用量，并控制除氧器溫度維持110℃，壓力0.2 MPa，保證工況穩定。

（3）在征得制造廠商同意的前提下，將原軸承溫度80℃跳車聯鎖值改為85℃。并更換已磨損的口環、節流襯套等部件。

（4）成立洗滌塔給水泵特護小組。特護小組由操作人員、工藝技術人員、設備技術人員、維保技術骨干組成，對泵的日常運行、維護、檢修進行全方位特護管理。

（5）泵大修時，各零部件配合間隙嚴格按照表2執行。

表2 各零部件配合間隙參數

4 結語

根據洗滌塔給水泵實際運行工況，關注故障現象，分析故障原因。從加強工藝指標管控、優化操作、加強檢修管理、專業特護等幾方面采取相應措施后，目前14臺洗滌塔給水泵10開4備，壓力、流量穩定，軸承溫度約53℃，振動＜4.5 mm/s，已連續穩定運行至今，為氣化裝置長周期及滿負荷運行提供了保障。