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1、ZDG 型高压自平衡锅炉给水泵常见问题分析刘少佳（神华宁煤煤化工安装检修公司 灵武市 ）摘要：摘要：多级泵在石油化工生产过程中应用广泛，占据生产装置中的主导地位，近年来随着石油化工，煤化工装饰规模的大型化，控制集成化，要求多级泵不紧要提高单机性能，也要在故障检测、节能降耗、长期运行方面突破。本文以 ZDG 型高压自平衡锅炉给水泵上的应用，对 ZDG 型高压自平衡锅炉给水泵的功能、特点、结构，检修等方面进行介绍。关键词：关键词：多级泵，轴向力，ZDG 型高压自平衡泵1 引言近年来，随着世界性石油价格的上涨及我国石油储量相对贫乏、油品需求量逐年上升等因素的影响，使的油品市场的供需矛盾日趋突出。而我
2、国煤炭资源比较丰富，因此，充分利用煤炭资源优势，发展煤炭深加工的高新技术产业，已经上升到了一定的战略高度。它对优化我国能源结构，实现能源的多元化，降低石油进口的依存度，保证我国石油的安全性都具有重要的战略意义。随着神宁煤化工大甲醇装置投料试车到现在的正常生产，整个装置暴漏除了许多问题，在解决问题过程中，气化 720 变换界区 P-2005 高压锅炉给水泵作为重要的锅炉补水、作为 T1401 水洗塔的重要补水，还承担气化界区多数机泵的机械密封冲洗水以及气化炉 R1301A/B/C 黑水系统 V1309黑水过滤器的冲洗工作，作为气化装置的核心设备，它对装置的正常运转起着决定作用。 2 ZDG 型高
3、压自平衡锅炉给水泵介绍高压锅炉给水泵共 2 台，安装在气化 720 变换装置厂房内，用 P2005A 和 P2005B 表示，为ZDG210-63 多级离心泵。 2.12.1 主要技术参数主要技术参数2.22.2 ZDGZDG 型锅炉给水泵结构型锅炉给水泵结构ZDG 型锅炉给水泵为高压自平衡多级离心泵，具有对称的叶轮转子部件，各级叶轮所产生的轴向力相互抵消，不用平衡盘或平衡鼓结构就能实现转子轴向力的平衡。除此之外，ZDG 型高压自平衡泵的末端设置了承担瞬时轴向力和残余轴向力的推力轴承，当泵启动、停车瞬间及系统工况突然发生变化时，该推力轴承可承受足够大的轴向力以保证泵不至于损伤。一般多级离心泵在
4、正常运行时，由于平衡盘或平衡鼓机构随转子高速旋转，转子部件产生的巨大轴向力是靠泵体上的固定件（即平衡盘座）与转动件（即平衡盘）之间形成一定的液膜而承受该轴向力。平衡盘与平衡盘座之间的间隙小，易发生气蚀和振动现象。而在离心泵的启动、停止以及负荷发生变化时轴向力会随之发生巨大变化，为使平衡该轴向力，转子部件必须轴向移动（一般窜量在 1-3mm 内） ，导致平衡盘与平衡盘座之间的间隙的突变，在惯性力的作用下，平衡盘与平衡盘座直接接触，必然造成平衡盘与平衡盘座之间的摩擦而磨损，通常出现平衡盘与平衡盘座发生干磨而咬合，平衡机构被破坏，严重时主轴扭断出现重大停车事故。特别是在输送高温、含气体和固体颗粒的介
5、质时，极容易破坏平衡盘与平衡盘座之间的液膜发生干摩擦现象，大大降低了使用周期。2.32.3 优越的水力性能优越的水力性能锅炉给水泵在运行过程中，要求泵的流量-扬程曲线平坦、高效区宽。ZDG 型泵在叶轮及导叶水力设计时，充分考虑了泵运行水力性能的要求，其性能曲线平坦，高效区宽广，保证操作在较宽型 号ZDG210-63设计流量(m3/h)210转 速(rpm)2980入口温度144正常流量(m3/h)177轴 功 率kw630介 质蒸汽冷凝液入口压力 MPa0.34汽蚀余量m4.5扬 程 m631出口压力 MPa5.0总重(Kg)12870范围内调整流量而不致压力有大的下降及效率的下降，保证设备安
6、全可靠及经济运行。由于其结构及密封方面的先进性，同时采用优化设计的水力模型，其效率比同流量、同扬程、同级数的平衡盘式多级离心泵高。2.42.4 轴端密封与级间密封结构轴端密封与级间密封结构ZDG 型泵通过精密研制的螺旋密封巧妙实现泵腔的级间无接触密封，利用反螺旋反抽的原理，泵腔内高压经过叶轮级间密封、平衡轴套密封以及节流衬套密封等一系列反螺旋密封衰减达到常压，并通过平衡管部件使泵腔高压端的介质与泵吸入口相通，从而实现泵腔液体的内循环和无泄漏，轴端的密封采用螺旋密封与机械密封组合形式，特别是泵的高压端，首先由螺旋密封把高压水的压力衰减达到常压，使械密封的介质压力较低，为机械密封提供了良好的密封条
7、件，极大地提高的机械密封的使用周期，由于 ZDG 型泵采用无接触密封，泵几乎无易损件，大大降低了维护和维修的工作量，将维修成本减少到了最低限度，并减低了操作工人的劳动强度。2.52.5 转子的轴向定位及止推轴承转子的轴向定位及止推轴承此泵结构形式为，转子在径向滑动轴承的径向定位下，其止推轴承面对面装配，靠高压侧止推轴承内侧有转子定位的调整垫片，两盘止推轴承中间安装定距轴套，在定距轴套上安装甩油环来使止推轴承润滑，此泵最特殊的就是两盘止推轴承在径向上悬空，底部是轴承箱，因此止推轴承的防转用钢带包裹止推轴承外圈在上下轴承箱中分面上用 6mm 螺栓预紧，并在此设计防转销已达到防转的目的。独特的结构形
8、式，避免了以往普通结构推力轴承安装过程中的安装不到位，轴承跑外圈等常见问题，使检修工作量更小，检修效率，检修质量得到提高。推力轴承间隙调整：ZDG 型泵配置是双面推力轴承时，推力间隙为 0.30mm-0.35mm,随着金属磨损，这个只会增大，在装配时可能达到 0.50mm 以上，此时调整轴承端盖处的调整垫片或推力轴承的定位环等。滑动轴承的间隙考虑到磨损等原因，间隙值用压铅法或双表法测定，设计规定值0.12mm-0.16mm，当超过 0.25mm 时应更换轴瓦。3 此高压锅炉给水泵在运转过程中出现的问题与分析神宁煤化工大甲醇装置从 2009 年建成并投料运转到现在，这两台泵在运行过程中也出现了一
9、些问题，介绍如下：3.1 主轴瓦及止推轴承磨损：此泵在运行过程中，出现径向轴瓦、止推轴承磨损、烧死现象。由于机械密封泄露，高温冷凝液进入轴承箱，使润滑油变质或无油润滑而导致径向轴瓦与止推轴承磨损、烧死现象。3.2 高压侧节流套与节流环磨损：高压锅炉给水泵在运转过程中，出现无法盘车现象，拆检过程中发现，非驱动侧节流环与固定件泵壳的固定为过盈配合，依靠 0.02-0.04mm 的过盈量使其定位，在长期运行过程中，由于介质工况不稳定带来的冲击、冲刷与泵振动，造成节流环脱落，与之配合的节流套磨损、烧损而无法正常运转。3.3 驱动侧、非驱动侧机械密封泄露：3.3.1 机械密封循环冷却水管堵塞在泵运转过程
10、中，出现机械密封频繁泄露现象，拆检发现，机械密封冷却水管堵塞，机械密封在 144的高温冷凝液下，动、静环磨损严重，辅助密封圈因高温老化、变形，无法密封导致机械密封泄露。3.3.2 驱动侧、非驱动侧机械密封压缩量不合适拆检过程中发现，驱动侧、非驱动侧机械密封压缩量不相等，动、静环磨损加剧导致机械密封泄露。4 技术改进机完善措施针对高压锅炉给水泵在运转过程中出现的以上问题，提出了一些整改完善措施并付诸实施，取得了较好的效果。在后续试验过程中，两台泵运行平稳，未出现大的问题，对气化装置的正常运转起到了决定性作用。在驱动侧、非驱动侧机械密封于轴承箱间加装挡水环，机械密封泄漏后，高温冷凝液无法进入轴承箱
11、，保证径向轴瓦机止推轴承的正常运转。在更换径向轴瓦时，新轴瓦再不刮削情况下，转子的半抬轴量大于转子总抬轴量的 55%，说明轴承箱与泵体的装配位置不当，轴承箱下移（ZDG 型高压自平衡锅炉给水泵轴承箱与泵体的装配方式为：定位销定位，法兰连接，无微量调整轴承箱相对位置的调整螺栓） 。为使转子径向定位，在拆除原定位销同时，调整轴承箱相对位置，保证转子径向定位后在轴承箱与泵体配合处钻孔、绞孔，重新安装定位销，固定轴承箱位置，保证转子的径向定位而使高压锅炉给水泵正常运行。在节流环与泵壳配合端面处打磨坡口并点焊处理，保证节流环与泵壳装配牢固实现了高压锅炉给水泵的稳定运转。经常拆卸疏通循环冷却水管，并在循环
12、水入口处架设过滤器，保证机械密封的良好冲洗、润滑与冷却，实现高压锅炉给水泵的长周期运行。5 检修总结ZDF 型高压自平衡锅炉给水泵独特的结构形式，与以往一般多级泵检修不同，其必须注意：泵轴对中调整 垫片轴承间隔套轴承箱体止推轴承轴承压盖锁母注：图为 ZDG 型高压自平衡锅炉给水泵转子居中，非驱动端转自定位调整示意图。A1：非驱动端轴承箱深度。A2：转子剧中后，非驱动侧轴承箱端面距对中调整垫片的距离。有三种情况：（1）A1=A2，对中调整垫片轴向尺寸合适，止推轴承装配后转子对中。（2）A1A2，对中调整垫片轴向尺寸过大，应车削去(A1-A2)mm,止推轴承装配后转子对中。（3）A1A2，对中调整
13、垫片轴向尺寸过小，应加厚(A2- A1)mm,止推轴承装配后转子对中。ZDG 型高压自平衡锅炉给水泵装配首先考虑转子居中（以上三种情况） ，转子居中后对中调整垫片尺寸是否合适，做相应调整，在保证转子对中的前提下，调整驱动侧、非驱动侧机械密封压缩量相同，最后调整转子工作窜量在 0.50mm,此值可根据实际情况适当调整。ZDF 型高压自平衡锅炉给水泵，利用对中调整垫片及两盘止推轴承的轴向定位，利用泵轴两侧锁母调整叶轮与流道中心的对中，还要注意高、低压侧机械密封压缩量的一致，最后通过调整止推轴承压盖处的垫片厚度保证转子的工作游隙，一般多级泵要求间隙为 0.30-0.50mm,根据现场检修经验一般调整
14、到 0.20-0.30mm,工作游隙的减小，适当的减小转子的轴向、水平及垂直各项振动，保证设备的长周期、满负荷稳定运行。新型多级泵凭借其各项优越性能，简单的操作，检修周期的延长，检维修工作量的降低，更加受到企业的青睐.熟悉操作规程，加强设备巡检，掌握运行规律，紧跟发展，随时熟悉并掌握相关多级泵的知识，才能更好的提高检修效率，保证检修质量，使整个装置安全、稳定、高效生产。参考文献参考文献1 任晓善. . 化工机械维修手册. 化学工业出版社, 2004.2 2 王者顺. 机泵维修钳工. 中国石化出版社，20073 石油化工设备维修手册. 中国石化出版社，2004内部资料，请勿外传！9JWKffwv
15、G#tYM*Jg&6a*CZ7H$dq8KqqfHVZFedswSyXTy#&QA9wkxFyeQ!djs#XuyUP2kNXpRWXmA&UE9aQGn8xp$R#͑GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwcvR9CpbK!zn%Mz849GxGjqv$UE9wEwZ#QcUE%&qYpEh5pDx2zVkum&gTXRm6X4NGpP$vSTT#&ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNu#KN&MuWFA
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