FELUWA双软管隔膜泵常见故障分析.pdf
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1、2023年第4期28小原枝术FELUWA双软管隔膜泵常见故障分析许沛勤(陕西神木化学工业有限公司,陕西榆林719319)摘要:著者公司有6 台水煤浆气化炉,配套6 台德国FELUWA公司生产的高压软管隔膜活塞泵,采用四缸双作用软管隔膜活塞泵和三缸单作用双软管隔膜活塞泵形式的煤浆泵。自6 台高压煤浆泵投人生产以来,运行中出现过隔膜软管破损、活塞杆断裂、缸套损伤、活塞环磨损漏油、油泵损坏等故障,其中软管破裂故障居多。软管破裂故障的频繁出现,一直制约着气化装置的安全稳定运行,严重影响了企业的生产经营效益。为了消除高压煤浆泵异常故障,对高压煤浆泵结构特点及相关故障原因进行分析,提出了一系列有针对性的防
2、范措施,以消除高压煤浆泵软管频繁破裂的故障,保证高压煤浆泵的安全稳定长周期运行。关键词:高压煤浆泵软管破损故障防范措施中图分类号:TH323文献标识码:A德士古煤气化工艺是一种以水煤浆为原料,以高纯氧为气化剂的加压气流床气化工艺。来自煤浆槽的煤浆经高压煤浆泵加压后送至工艺烧嘴内环隙,来自空分装置的氧气(纯度99.6%)经氧气流量调节阀调节流量后送人工艺烧嘴的中心管和外环隙,水煤浆和氧气通过工艺烧嘴混合后喷入气化炉燃烧室内充分混合雾化,在135 0 左右的高温下发生部分氧化和还原反应,生成以CO和H2为主要成分的合成气。经增湿、降温、除尘后送人变换工序;同时,将系统中产生的黑水送人闪蒸、沉降系统
3、,以达到回收热量及灰水再生、循环使用的目的,粗渣及细渣送出界外11高压煤浆泵结构及工作原理阐述高压煤浆泵作为煤气化装置的核心设备,其作用主要是为气化炉运行提供反应用的煤浆,保障整个气化系统的运行。因煤气化生产过程工艺流程复杂,技术标准要求高,且具有连续性生产的特点,一旦高压煤浆泵出现故障,将影响整个气化装置的安全稳定运行,严重影响企业的安全生产效益。FELUWA双软管隔膜活塞泵是由3个单作用缸体并联而成的往复式活塞泵,高压煤浆泵电机驱动涡轮减速器带动曲轴运转,通过曲拐连杆十字头,带动活塞做往复运动,活塞的往复运动通过泵头内的液压油使得内软管和外软管总是同时以同样的形状和方向动作(在两个软管之间
4、用水或防冻液来作为压力传输成分)。当活塞向前运动时,由于外压和体积改变,软管内的煤浆因外压通过出口阀被压出,此时的双软管被挤压,吸人阀关闭。当活塞向后运动(向减速器方向)时,在压出行程中被挤压的软管恢复到原有的圆柱形状,形成的真空使进口阀打开,煤浆通过打开的球阀流人软管内。由于活塞的往复运动,会开始一个新的行程。FELUWA双软管隔膜活塞泵的显著优点是其直线的流通通道,在处理悬浮液、粘性流体或有磨蚀性流体,以及不能暴露在重力下或含有固体的流体时特别有利,所有敏感部件都与被输送的流体隔离开来。此类泵的显著特点是介质仅与软管隔膜内侧和阀门相接触,避免了对泵体的腐蚀和侵蚀。因采用双软管结构,其具有双
5、重的安全性,无论内软管或外软管出现意外破裂损坏,另一个软管仍会阻挡煤浆进人到液压腔中,该泵仍能继续正常运行,且当软管出现破损故障时,安全监测装置将会发出报警信号,可提醒操作者有计划地停车、检修,避免因紧急事故停车造成损失扩大2 2高压煤浆泵常见软管故障分析自著者公司高压煤浆泵投用以来,运行中出现2023年第4期29小原技术过不同类型的故障,例如:隔膜破损、活塞杆断裂、活塞环磨损漏油,油泵损坏等故障,其中软管破裂故障居多,软管破裂故障的频繁出现,一直制约着气化装置的安全稳定运行。根据软管破裂故障所表征出的不同现象,经过总结分析,得出造成软管破裂故障的主要原因如下文所述。(1)高压煤浆泵检修后双软
6、管间传动液中空气未排净。FELUWA高压煤浆泵为了保证工作过程中双软管变形量和趋势尽可能一致,在双软管隔膜间充装由水和防冻液组成的传动液。如果传动液在充填过程排气不彻底、在两个软管之间存在空气,气体的体积将随着活塞推进液压油压力的变化而变化,形成气锤,使隔膜软管局部受力增大,将软管击破。(2)高压煤浆泵在运行过程中双软管中间吸人空气并积累到一定量后,因两个软管之间的气体体积会随着活塞推进液压油压力的变化而变化,并形成气锤,使隔膜软管局部受力增大,将软管打破。(3)检修过程中如果法兰压盘、软管翻边沾染润滑油,煤浆泵在运行中较易出现翻边脱出的现象,一旦软管翻边脱出则煤浆泵将会故障停机。(4)缸体放
7、气阀堵塞。缸体顶部放气阀如果出现堵塞,不能够将液压油中出现的气体完全排出,气体将会在缸体顶部与外软管之间聚集,如果积聚的气体达到一定数量,随着活塞的不断运动,容易形成气锤将软管击破。(5)FEL U WA 高压煤浆泵活塞在冲程吸人段,因液压油量减少,软管隔膜会在活塞达到后止点位置之前通过控制盘带动推杆、拨叉作用顶杆开启排气补油阀,利用活塞移动形成的真空和油箱液位进图1高压煤浆泵缸体结构件图行补油,直至隔膜软管移动到极限的时候为止。排气补油阀阀球预开度设定大小取决于顶杆与阀球间的预留控制间隙。预留控制间隙过小,造成排气补油阀预开度设定过大,也会造成高压煤浆泵软管隔膜破裂。(6)煤浆泵单向阀组件因
8、长期使用出现磨损,阀球、阀座和阀座加强圈在煤浆的长期冲刷下变为不规则形状,造成密封不严出现微漏的情况,使得单缸在动作过程中吸人煤浆量不足,靠近出口处存在空气,在动作过程中形成气锤将软管击破。(7)工艺条件的影响工艺操作条件对软管隔膜的使用寿命是重要的影响因素3,不当的工艺条件和错误操作会加速隔膜软管发生破坏的速度,主要包括:1)水煤浆中含有异物损伤隔膜,或水煤浆中夹杂有大颗粒的固体物料,容易在出人口单向阀处卡涩,使料浆进料端波动,导致隔膜软管两侧压力不稳定而产生破裂。造成煤浆中出现异物的原因有以下几点:磨煤机滚筒筛筛网损坏,如果磨煤机滚筒筛存在破损,磨煤机中产生的细小碎棒或铁屑将会混在煤浆中通
9、过滚筒筛的破损处进人小煤浆槽,进而通过煤浆输送系统到达高压煤浆泵内,存在损伤软管的可能。在磨煤机长期运行过程中,随着钢棒与衬板之间的撞击摩擦,产生的部分细小碎棒或衬板表面脱落块状物穿过滚筒筛后进人到低压煤浆槽,经过煤浆传输系统后进入高压煤浆泵。在磨煤机长期运行过程中,滚筒筛筛网在煤浆的磨损和碎棒的冲击下出现破损,可能有损坏脱落的筛网碎片进入低压煤浆槽,后经过煤浆传输系统进人高压煤浆泵。原料煤中存在煤研石,部分煤研石进人磨煤机后未能充分研磨破碎,有部分颗粒状煤研石经过滚筒筛后进入煤浆系统,随着煤浆传输进入高压煤浆泵。磨煤机出口粗粒子下料管堵塞,造成煤浆粗粒子无法排至地沟,煤浆粗粒子逐渐堆积至磨煤
10、机煤浆粗粒子进料口处,有部分煤浆粗粒子反溢入小煤浆槽,并通过煤浆传输系统进人高压煤浆泵。神木化工一、二期装置高压煤浆泵均出现过此类情况,导致高压煤浆泵在运行中因单向阀卡涩造成单缸不打量故障,高压煤浆泵被迫停机检修。2023年第4期30.小原枝术2)水煤浆粘度大或进料入口管道路不畅通,造成高压煤浆泵进料不足,吸人压力过低,隔膜软管两侧压力差过大而破裂。3)因煤浆质量不好,造成煤浆稳定性较差,煤浆在输送过程中产生沉积现象,即单缸在动作过程中吸人煤浆量不足,靠近出口处存在空气,在动作过程中形成气锤将软管击破。3防止隔膜损坏的应对措施3.1做好日常维护首先,做好气化用原料煤源头管控。加大煤气化装置原料
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