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重载荷离心泵平衡管的革新与应用

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成果主要完成人

毕同峰、陈 巍、杨珊珊

项目概况

半贫液泵为合成氨装置脱碳单元主要设备,该泵为脱吸二氧化碳的MDEA(N甲基二乙醇胺)溶液提供动力源,半贫液泵制造厂家为美国FLOWSERVE公司/日本新泻—华盛顿联合设计,泵型号:6HDSS-182,卧式,径向刨分泵壳,两端支撑,单级双吸式叶轮,属于重载离心泵。泵为单级双吸式叶轮。设计流量401m3/h,轴功率446 KW,该泵由日本制造, 2005年11月份投产运行。 自2005年投产以来,该泵运行稳定,2008年年底,泵运行过程中出现故障,拆检发现泵入口管线处的Y型滤网吸入叶轮,导致候部口环和壳体口环磨损严重,转子(轴)扭曲变形。叶轮,机封,轴承等不同程度受损。 后安装运行,虽然泵的振动值在允许范围内,但仍存在附属管线的振动,这种振动在局部被放大,平衡管振动尤其明显。增大了附属管线的泄漏的风险。 平衡管在半贫泵的作用除平衡轴向推力,防止叶轮与蜗壳发生摩擦外还可以平衡泵进出口压力和冷却机封。 3.故障现象 由于平衡管采用的金属管刚性连接,且平衡管远离泵体,泵体的振动不能被有效的消除,振动在平衡管上被放大。在长时间运行后,泵体振动产生的疲劳应力都集中在螺纹根部,造成平衡管螺纹根部开裂泄漏溶液。 统计半贫液泵在2015年至2020年运行期间平衡管泄漏10次。给生产造成了一定的波动。机泵的切换也增加了人力付出和脱碳系统脱碳的不平衡,造成溶液系统的起泡,给操作带来了不小难度。为此,我们决定对其进行改造。 4.对策 由刚性连接改为柔性连接。2020年年底,针对平衡管振动产生的开裂,我们对平衡管进行了改造,由原来的金属刚性法兰连接改为柔性螺纹连接, 泵的平衡管改造之后,优势明显: 1)密封点减少。 2)减少维修工作量。 3)平衡管管壁加厚。满足了平衡管的刚度和强度要求。 4)材质升级。增加溶液的耐腐蚀性,保障了平衡管的使用寿命。接头形式由法兰改为螺纹,密封形式由平面密封改为球面密封。 由于平衡管需平衡进出口之间的压力差,对法兰处的垫片密封要求较高,故原法兰平面密封每次拆检,均需更换内外环垫片,造成了材料浪费,增加了维修成本和维护人员的工作量。密封形式改造后,无需法兰和垫片,直接为螺纹连接,密封形式为线性密封,密封更加简单且可靠。 5.经济效益和社会效益 5.1经济效益测算: 改造后,年可节约最大费用约17.87万元。 5.2 社会效益: 1、减少环境污染 彻底解决了平衡管泄漏的问题,消除了泄漏的溶液对环境的污染。 2、保证了机泵运行和装置运行的安全 平衡管管壁加厚能有效抵抗泵体振动产生的残余应力,满足了平衡管的刚度和强度要求,提高了动设备运行的本质安全。 3、材质升级 材质由316升级为316L,提高了平衡管耐腐蚀性,延长了平衡管使用寿命。 4、密封点减少 改造之后的平衡管密封点由14处减少至8处,减少设备的漏泄率。 5、减少维修工作量 检维修泵原来需要拆卸12条螺栓,而现在只需要拆卸两处螺纹连接即可,大大减少了拆装时间。 6、综述或结束语 通过一段时间的运行,我们发现改造后的平衡管的使用寿命大大增加,没有出现泄漏,保障了泵的稳定运行。 我们希望通过对平衡管的改造,能对有类似机泵的单位能起到一定的借鉴作用,从而为机泵的稳定运行贡献我们的一点力量。