浓硫酸输送泵选型不当引起的故障及解决方案

浓硫酸输送泵选型不当引起的故障：

浓硫酸输送泵由于选型时可能没有考虑浓硫酸的相对密度，在实际运行时,机泵经常处于超负荷状态,泵的出口压力波动过大,对泵体转子的轴向窜动量增大,机械密封动、静环密封面来不及补偿位移,出现动、静环断裂崩碎,“0”型圈硬化、断裂熔化现象,泄漏超标。机泵的机封经常性的发生泄漏现象,平均每一个月至少要更换一次机封,备件消耗高;同时导致电流超标,引起电机跳闸,严重影响给乙烯装置送酸。在拆卸检修时发现泵体衬塑部分与金属壳体脱层,叶轮前后端盖受挤压变形,尺寸变形造成泵盖无法安装。通过每次对该泵拆卸检修,认为选型不当可能存在三方面的弊病:

(1)浓硫酸泵输送的浓硫酸相对密度为1.84,浓度为98%,其粘度也随温度不同而变化,该泵是在输送介质是水的情况下设计,在实际运行时工况与设计工况不符。

(2)机械密封动、静环的材质不合适,使用的陶瓷密封环性硬但脆,受力稍不均易断裂崩碎或泵抽空干磨时易造成动静环炸裂。

(3)泵体内层衬塑部分与金属壳体经常脱层,导致叶轮前后端盖挤压变形,泵盖无法安装。如图所示。

浓硫酸输送泵选型不当的解决方案：

2.1通过改变泵的工况点,来达到改变工况的目的

离心泵的额定功率是泵厂根据清水试验结果,并根据所输送介质的相对密度和粘度换算确定的。由于实际输送的介质的密度和粘度与理论值有所不同,每个厂商的产品又具有不同的性能特性,离心泵的实际性能和铭牌标定的会有所不同。在实际使用中,当实际物料的密度较大、粘度较低时,泵的扬程、体积流量、功率可能会超过设计值,产生噪音大、电机发热等故障,使泵无法正常运转,硫酸泵的工况就证明了这点。离心泵的工况点是由水泵性能曲线和抽水装置特性曲线的交点来决定的,在实际使用时,泵工况点的性能参数往往会偏离最高效率点,以致引起工作效率降低、电严重超载或负荷不足、介质流量过大或过小、扬程过高或过低、产生汽蚀等,这时就必须通过改变水泵性能曲线或抽水装置特性曲线的方法,移动工况点,使之符合要求。常用的调节方法有变速调节、变径调节、变频调节和分流调节等4种。在现场实际应用中,最简单的方法就是根据泵的切割定律,可以通过切削叶轮的方式缩小叶轮直径,达到调节泵的性能目的。

2.2机封结构、材质改变

经分析认为,浓硫酸输送泵单弹簧机封压力不均,不能平衡介质压力对断面的作用容易产生泄漏:其次,静环材质为陶瓷材料脆性很大,不能承受冲击载荷特别是当机泵开停车时由于两密封磨擦产生的较高温度,静环冷热发生剧变造成陶瓷静环破裂造成泄漏。针对以上原因,采取以下措施。

(1)改变机封结构,将原弹簧式机封更换为波纹管机封

(2)更换静环材质,所选材质既要有耐腐蚀性,更要具有韧性、耐磨性、硬度,考虑KV704、C4钢属于髙耐酸钢,对浓硫酸有很强的耐腐蚀性能,而且塑性、韧性很好、也有定的硬度、脆性小、能承受一定的冲击载荷。采用KV704或C4钢材料替代陶瓷材料作为静环是可行的。

(3)按泵的检修规程仔细安装,根据要求调整机封的压缩量,使压缩量调整在2.5mm位置,确认装配后无过松和过紧现象,各部都在许可范围内,认定检修合格。

2.3将泵的过流部分衬四氟备件改为碳钢备件

根据浓硫酸能使铁、铝发生钝化的强氧化特性,通过对原件的测绘,将泵盖的衬塑部分去除,加工碳钢件镶嵌在原泵盖的金属本体上,解决安装问题。改造后如下图示:

通过以上措施,对硫酸泵机封、泵体实施改造。检修频率平均降为5个月左右,满足了装置长周期运行的要求,节省了备件费用,减轻了员工劳动强度和检修作业危险性,硫酸输送泵影响长周期运行问题得以解决。