延长30万湿法脱硫大型浆液循环泵泵轴使用寿命

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　　摘要：30万湿法脱硫6台大型浆液循环泵恶性断轴事件的发生一直困扰着检修与运行人员。由于扬程的关系，#2泵在提高脱硫效率的问题上一直担当重任，由于其故障频发，严重影响脱硫效率。因此先对#2浆液循环泵实施改进。通过对泵轴头螺纹退刀槽的改进，减轻了轴头应力集中现象；通过对泵轴材质及轴套密封的改进，减轻了腐蚀性浆液对叶轮及轴头的磨损；严格控制浆液密度，减小泵启动力矩，避免了泵轴断的恶性事件的发生。#2浆液循环泵的成功改造为同类型泵轴的改进提供了参考依据。由于断轴故障的消除，相应的泵轴的稳定运转延长了机械密封的使用寿命，节省了大量的维护费用，极大地减轻了工人的劳动强度，提高了脱硫效率，保证了脱硫电价，为绿色环保做出了贡献。
　　 关键词：应力集中 轴头腐蚀启动扭矩大浆液浓度大
　　 简 介
　　 为响应国家节能减排号召，加强大气污染物的治理措施，保护环境，实现地区经济的可持续发展，我厂30万机组锅炉首次采用两套石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置。工程由浙大网新机电工程公司在校核煤种、锅炉最大工况BMCR、处理100%烟气量条件下脱硫装置脱硫率保证值不小于95%,脱硫装置布置在烟囱后。
　　 石灰石-石膏湿法烟气脱硫装置采用价廉易得的石灰石作脱硫吸收剂，石灰粉经消化处理后加水搅拌制成吸收浆液。在吸收塔内，吸收浆液与烟气接触混合，烟气中的SO2与浆液中的碳酸钙以及鼓入的氧化空气进行化学反应被脱除，最终反应产物为石膏。脱硫后的烟气经除雾器除去带有的细小液滴，经加热器加热升温后排入烟囱。脱硫石膏浆液经浆液循环泵、脱水装置脱水后回收吸收浆液循环利用。
　　 浆液循环泵为我厂30万锅炉运行石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的主体设备之一，其作用就是不断的向吸收塔系统添加新鲜的石灰石浆液至喷嘴，以补充吸收反应消耗的石灰石浆液。其能否安全经济运行直接影响到脱硫效率。
　　 浆液循环泵自投入运行以来，经常发生故障，由于检修时间较长不能及时投入运行，导致脱硫效率降低。浆液循环泵一旦发生故障必须停止运行，严重时须关闭烟气挡板，锅炉脱硫停止运行，加装堵板后再运行其它两台泵，这样一来我厂30万机组脱硫效率明显降低。故障如果不能及时处理，环保局会按脱硫系统停运处理，甚至征收排污费，并要求停机整顿，影响我厂相应脱硫电价。因此决定对其进行现场攻关治理。泵轴断是造成该设备故障次数多从而降低正常脱硫运行的主要问题。
　　 原因分析：
　　 通过现场深入调查及原因分析找到泵轴断的主要原因有以下六个方面：
　　 1、螺纹退刀槽较深。
　　 2、选用材质耐腐蚀性能低。
　　 3、轮毂与轴套之间密封不好。
　　 4、浆液密度较高。
　　 5、启泵之前没有盘车。
　　 6、启动前没进行反冲洗。
　　 对策实施
　　 实施一：重新设计螺纹退刀槽
　　 断轴处基本上为轴头与叶轮连接螺纹退刀槽根部，该处为梯形螺纹底扣直接过渡成为退刀槽。
　　 《机械设计基础》要求：泵轴进行结构设计时，应尽量减少应力集中。在截面积发生突然变化处应采用半径较大的退刀圆角，以免发生应力集中现象导致泵轴断裂。
　　 将轴头螺纹退刀槽重新设计改造加工为半径较大的退刀圆角。
　　 实施二：选用耐腐蚀性能相对高的材质
　　 根据《300MW锅炉脱硫检修规程》要求：浆液PH值正常值为5.-5.7。可见泵轴需采用耐腐蚀材料。而经过金属试验测定断轴为普通碳钢加工而成，材质中不含有耐腐蚀性元素。
　　 因此重新选用材质为35CrMoV,并经调质处理，确定方案后重新加工，安装之前送交金属实验室进行金属硬度测试，硬度分别为：HRC19.7,HRC22,HRC21.7。
　　 实施三：对轴套密封进行改进
　　 1、对生产厂家提供给的轴套进行改造，将轴套两个端面开设可以安装直径为3mm胶辊的沟槽。
　　 2、只允许在轴头螺纹处涂抹抗黏结剂。
　　 3、安装时轴套与轮毂配合紧密，以防浆液泄漏于轮毂内与轴螺纹联接处，造成对泵轴头以及叶轮轮毂的腐蚀性损伤；另一端加装胶圈以防浆液以及机械密封水沿轴向漏入轴承箱内对轴承造成损坏。
　　 实施四：对减速机密封进行改进
　　 将减速机两侧端盖加装了双油封，解决了减速机漏油问题。
　　 实施五：对浆液密度进行控制
　　 1、运行人员严格按要求起停泵，必须进行反冲洗工作以及启动盘车灵活，以免浆液沉积于泵壳下方造成启泵负载过大。
　　 2、严格控制浆液浓度，减少浆液池搅拌机故障，以免发生浆液浓度高对泵造成的损坏。
　　 效果检查
　　 由于断轴故障的消除，相应的泵轴的稳定运转延长了机械密封的使用寿命，并且采用了双密封的小改革将减速机漏油故障消除，加强日常的检查维护，从而使#3炉#2浆液循环泵改进后故障减少次数明显，为同类型泵轴的改进做参考依据。之后我们对其余5台泵相继进行了改进，效果显著。
　　 经济效益及综合评价
　　 改造前，断轴事件的发生一直困扰着检修与运行人员，由于扬程的关系，#2泵在提高脱硫效率的问题上一直担当重任，由于其故障频发，严重影响脱硫效率。
　　 经过改造后：
　　 泵轴、轴套密封的改进，减轻了腐蚀性浆液对叶轮及轴头的磨损，避免了泵轴断的恶性事件的发生，延长了备品备件的使用寿命，如果以两台炉六台泵计算改进后每年节约材料费用360万元，节省了大量的维护费用。极大地减轻了工人的劳动强度。提高了脱硫效率，保证了脱硫电价，为绿色环保做出了贡献。
　　 总结：
　　 此次改进活动，达到了较好的预期效果，改善了设备的运行状况，解决了脱硫系统中安全运行的不利因素，使得30万湿法脱硫大型浆液循环泵的恶性断轴事件减少发生。
　　 参考文献:
　　 【1】 《湿法脱硫系统安装与运行》美国KSB泵业有限公司 2008年出版 14-15
　　 【2】 安锦民 郝永刚 赵德云等Q/104-103.2内蒙华电包头第二热电厂企业标准 技术标准《300MW锅炉检修工艺规程》【S】包头第二热电厂标准委员会 2008年6月出版 页码：229-233
　　 【3】杨可桢 程光蕴.《机械设计基础》【M】.高等教育出版社.1988年出版.P117-129.
　　

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