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脱碳溶液泵问题分析与增量改造
 
慧聪网   2005年11月11日11时15分   信息来源:化工设备与管道    

 
    1、前言
 
    我车间脱碳系统采用热钾碱法脱除低变气中的CO2为合成氨提供合格的氢氮混合气,同时为尿素生产提供纯度大于98%的CO2气。其溶液循环主要靠溶液泵(脱碳大泵)提供。该泵系七十年代从日本引进,其技术参数见表1。

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    该泵性能良好,操作简单,运行平稳。特别是MVB2830B型配套电机,操作稳定,使用二十多年从来未进行过大修。

    多年来,由于系统负荷低,正常生产所需工艺流量小于200m3/h,远远小于泵的设计能力480m3/h。为了降低电耗,于92年对其叶轮进行了外圆切割,达到使用效果。但自99年化肥“8.13”一期工程投产后,所需工艺流量增加到240m3/h。根据改造组核算,并将叶轮恢复为原先的大叶轮,基本满足了当时的生产要求。2001年,化肥“8.13”二期工程投产,所需工艺流量增加至280m3/h,此时问题突出地暴露出来,大泵流量已无法再增加,常压塔出现挡液现象,操作失去弹性,负荷难以增加,生产很不稳定。为了解决这一制约生产的瓶颈问题,车间与机动处组成了专门人员进行攻关。

    2、问题查找

    根据原始资料,泵设计流量为480m3/h,远远高于化肥“8.13”所需的280m3/h,可实际运行中为何只能达到240m3/h,分析认为有以下原因:
 
    (1)经多年使用,泵蜗壳内壁冲刷腐蚀磨损,使其弧线偏离原设计值,间隙增加,回流器内的液体通过叶轮与泵壳间隙回流至叶轮入口,降低了出口流量,泵做了部分无用功。
 
    (2)因多年来生产所需流量低,维修人员在检修时,有意加大了叶轮耐磨环与泵壳耐磨环处间隙。这一方面即可满足生产要求,又放宽了轴的直线度要求,放宽了泵轴与电机轴找正时的同轴度要求,方便了检修,还可延长耐磨环使用寿命。但却因此加大了回流量,所需流量增加时便不能满足要求。
 
    (3)生产中泵入口温度偏高、压力偏低,也是造成流量低的一个原因。根据实践经验,入口温度每降低1e或入口压力每升高0.01MPa,流量可增加5~10m3/h。

    (4)对于该泵流量偏低,我们认为一大原因是:该设备引进时无叶轮、轴等零部件图纸。早先的日本生产厂家已经停产。后来使用的叶轮是检修单位参照原有叶轮测绘配制的。叶片型线与原设计有误差,叶道截面比原先小,加上铸造叶轮内壁特别粗糙,这些都降低了泵的输送能力。

    3、改进措施

    (1)为了减少回流量,严格控制叶轮耐磨环与泵耐磨环之间隙在0.50~0.68mm,但同时要保证泵轴的刚度、直线度。经与加工厂进行了协商,要求严格按技术条件进行。如调质处理要到正规厂家做,并有书面报告。每次检修后,都要用百分表进行联轴器找正,控制公差小于0.05mm,确保泵轴与电机轴同心。
 
    (2)生产中合理调配系统热量平衡,尽量降低入口碱液温度,最高不得超过108e。
 
    (3)针对叶轮结构问题,通过机动处委托扬州联兴泵业有限公司专业人员重新核算设计,在不改变装配尺寸的前提下,分两步进行,第一步先改进了叶片渐开线,改整体浇注式为焊接式,消除了铸造后内表面凹凸不平的缺陷。第二步在强度核算允许范围内,适当减薄了叶片及前后盖板厚度,增大了入口处尺寸。各部位尺寸改变见表2。

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    4、改造效果
 
    新叶轮投用后,运行平稳,流量明显增加。在对叶轮结构的第一次改进后,流量由240m3/h增加为270m3/h,基本满足了生产要求。进行了第二次改进后,流量提高至310m3/h,高于目前维持高负荷生产所需的280m3/h。在生产不稳定的情况下,便于工艺调节,增大了操作弹性。在生产上增大了吸收CO2能力,消除了两塔拦液现象,消除了车间制约负荷提高的一大瓶颈,为化肥日产超400吨奠定了基础。
 
作者:徐拥军 王艳芬 
 
 
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