我公司某客户案例:一炼焦厂使用的锅炉泵主要是对焦炉荒煤气进行净化处理后,得到的副产品进行余热利用。其中荒煤气中的H2S主要通过洗酸塔与氨水生成NH4HS,NH4HS在脱酸塔中热解重新生成H2S,H2S在焚烧炉中与氧气发生放热反应生成SO2和H2O。为了充分利用燃烧产生的废热通过废热锅炉进行换热,产生蒸汽正常生产情况下废热锅炉的蒸汽压力约为4MPa,因此在选择锅炉给水泵时需选用多级离心泵。该单位以前使用的是大连某厂家的锅炉给水泵,由于泵的级数较多、压力高、转速高、结构不合理等原因,当泵内部损坏流量压力满足不了使用要求时维修车间无法修理需返厂维修费时费力费钱。综上所述原因,在该用户最终选择了一台我公司生产的经久耐用、经济适用型的锅炉给水泵后,维修难、成本高的问题得到了明显改善。我公司经过实地考察后,与用户沟通决定改造采用一种自平衡多级离心泵。该多级离心泵与原泵对比有以下几方面的优势:
1、改善原多级泵的轴向力平衡结构
离心泵在运转时产生轴向力的原因有很多,其中最主要的就是叶轮前后外表面盖板所受液体压力不同所产生的轴向力。我公司各种泵型号较多,用于平衡轴向力常见的方法有采用推力轴承抵消产生的轴向力,但多用于中小型泵。开设平衡管和平衡孔沚一部分高压段的液体流入低压段来抵消大部分轴向力。增设平衡鼓、平衡盘,通过平衡鼓平衡盘的移动来控制轴向力大小方向。采用单级双吸泵不但可以平衡轴向力,还可以提高泵的吸入能力。从总体上来看,原先使用的多级离心泵是由14个叶轮安装在同一根泵轴上,其主要零部件有:进水段、中段、出水段、叶轮、轴、轴套、密封环以及轴封装置、轴向力平衡装置和轴承等。
叶轮全都朝向一个方向排列于轴上,每级叶轮均有一个轴向力,因此逐级相加后总的轴向力很大必须用平衡装置来平衡轴向力,原来的泵采用的是平衡盘来平衡轴向力。技改后选用的多级离心泵其叶轮采用对称布置,各级对称叶轮产生的轴向力相互抵消,无需平衡盘即可实现泵腔内自动平衡巨大的轴向力。因此,新泵没有平衡盘,也就不会像普通多级泵那样因平衡盘磨损出现效率下降,从根本上避免了因泵工况变化瞬时平衡盘失效造成的转子抱死、零件损坏、断轴、甚至烧毁电机事故的发生。
2、提高泵效率
由于原泵采用平衡盘结构实现泵腔内轴向力的平衡,因此,需要平衡管将一部分的高压水內泄到吸入段以达到平衡运转过程中产生的部分平衡力。自平衡多级锅炉给水泵则是采用新型对称布置的叶轮,转子部件因此而大量减少了平衡水的泄露,减少了容积的损失,在工况不变的情况下,泵轴功率与电机效率成反比,当效率提高时可以降低轴功率,从而降低电机的功率达到节约能源的目的。
3、轴承维护
多级泵轴承是相当关键的一个零件,需承受残余的轴向力,两端支撑驱动端采用的是圆柱滚子轴承,末端采用配对的角接触球轴承。两种泵的轴承支撑方式一致区别在于原泵轴承均采用“固游式干油润滑结构,用冷却水给轴承降温。因为用干油润滑,润滑油的状况不易观察,平衡盘轴向力效果差等均会导致轴承温度升高、负荷増大隆降低轴承的使用寿命。新设计泵轴承支撑形式不变润滑,采用稀油润滑用冷却水给轴承降温,因没有平衡盘,靠对称布置叶轮消除大部分轴向力,因此轴承所受的轴向力较稳定,在正常运行过程中轴向力不会出现急剧变化提高轴承使用寿命。相对原泵日常维护过程中观察油位补油定期更换新油即可保证设备长时间运转。
4、多级泵其他构造
轴的密封形式有机械密封和填料密封两种,原泵采用的填料密封,填料密封使用的时候,填料环的位置安放要正确,填料的松紧程度必须适当,以液体能一滴一滴渗出为宜,允许保证一定的渗漏量。各种密封元件装在密封腔内,腔内要通入一定压力的水起水封、水冷及水润滑作用因多级泵压力均偏高因此填料的填充相当关键如果填料压力大会导致抱轴,阻力大、能耗高等情况,压力过低则密封效果差、渗漏量大,造成资源浪费和环境状况差,新设计的泵采用机械密封可有效杜绝泄露情况,实现零泄露。另外在轴封处装有可更换的轴套以保护泵轴;泵可以在不拆卸进、出口管路的情况下更换轴承、密封。机封在设计中实现在安装时固定死动静环,避免安装过程中产生的冲击力造成动静环损伤,造成密封效果差的情况,安装完成后将两端机封的动静环锁紧装置松开即可实现动諍环自由伸缩,从而改善密封效果。转子部分与固定部分之间装有密封环、导叶套等进行密封当密封环和导叶套的磨损程度已影响泵的工作性能时可予以更换。极大降低检修工作量。
5、多级泵的日常维护
由于化工环境、介质、水以及其他物质可能窜入油箱内,造成润滑油变质,最终导致轴承磨损甚至烧坏。因此,日常中要常观察润滑油质量和油位,定期补油和换油。泵在运行过程中,由于管路系统振动或泵产生气蚀等均会引起泵振动,应该用测振仪定期检测振动值并做好记录,及时比对检修,以免造成损坏后无法恢复。泵在运转过程中要定期检测轴承的温度检测方法是使用测温仪进行测量,避免轴承温度超过标准值:滑动轴承温度<65℃,滚动轴承<70℃。温度异常要及时分析是否因为冷却水不足、轴承缺油、润滑油变质、轴承安装或质量等方面的原因引起的。泵填料密封的泄漏以毎分钟泄漏20滴左右最为合适,如果泄漏量较大可慢慢紧固填料压紧螺栓,但是也不能紧太紧否则会造成填料烧掉、损坏泵轴和轴套如果紧固起不到作用需停机更换填料。现场泵一开一备,需定期对备用泵盘车检查确认备用泵状况好能起到备用作用。
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