水煤浆气化装置洗涤塔给水泵故障分析及措施

郝晓玉

（中天合创能源有限责任公司，内蒙古鄂尔多斯 017300）

0 引言

中天合创化工分公司水煤浆气化装置中洗涤塔给水泵是将除氧器中回收利用后的低压灰水加压后送入气化洗涤塔再循环，另一部分作为事故激冷水、锁渣阀反冲水、锁斗冲压水进入气化单元，从而实现灰水的循环利用。分公司气化装置14台洗涤塔给水泵投入运行1年后，曾多次出现机械密封泄漏、打量不足、推力轴承温度高、口环磨损，甚至出现推力轴承烧坏等现象，被迫停车检修，影响了整个装置的稳定运行。

1 设备及故障情况

洗涤塔给水泵型号为SZDP250-80，7级离心泵。泵体结构采用整体式壳体，首级叶轮双吸式结构，其他6级叶轮背对背对称布置，具有轴向力自平衡特点。洗涤塔给水泵主要由泵体、泵盖、叶轮、轴、密封部件和底座等部件组成。其余技术参数，如洗涤塔给水泵型号SZDP250-80，流量278 m3/h，扬程765 m，额定转速2980 r/min，效率79%介质温度（110～135）℃，电机型号YB3-5005-2GW，功率900 kW。

设备单体试车时采用原水打回流方式，轴温、压力正常，出口压力稳定在8.3 MPa。但在装置开车运行约1年后，14台洗涤塔给水泵陆续出现机械密封泄漏，推力轴承烧坏、打量不足，口环磨损等故障见表1。

2 故障原因分析

由表1可以看出，洗涤塔给水泵常见故障可以归为3类，机械密封失效泄漏，打量不足、轴承温度高，口环磨损故障。

2.1 机械密封失效泄漏原因分析

该泵配套用机械密封为单端面机械密封，冲洗方案为PLAN32。由于机械密封失效后，采取更换原厂集装式机械密封，因此安装对后期影响因素少。导致失效泄漏主要原因有3点。

（1）操作人员在设备启动时未按照先开冲洗水、后开入口阀进行操作；停机时未按照先给泵体泄压、后关冲洗水进行操作，导致灰水中固体颗粒进入机械密封动静环端面，加速密封端面损坏，导致机械密封泄漏，大大降低机械密封使用寿命。

（2）由于机封冲洗水管线在装置开车时冲洗不彻底，系统投用后，冲洗水过滤器堵塞，且未及时发现，导致冲洗水量不足，压力过低，不能起到密封冲洗作用，固体颗粒进入动静环端面，损坏机械密封。

（3）泵入口介质含固量大，未及时清理过滤器，导致入口过滤器堵塞（图1），泵出现抽空现象，导致泵体振动大，机械密封动静环不断的间歇性碰撞，使动静环损坏，导致机械密封泄漏。

2.2 泵打量不足、轴承温度高振动大原因分析

（1）入口介质为碱性低压灰水，Ca、Mg离子含量高，经低压闪蒸后，温度达到110℃，极易沉淀结垢，导致进口总管堵塞（图2）。泵进料不足，产生汽蚀现象，引起振动、温度升高，出现打量不足。

图1 入口过滤器情况

图2 入口管线结垢情况

图3 节流衬套磨损情况

图4 口环磨损情况

（2）节流衬套及泵内密封口环磨损情况，见（图3），（图4）。泵内叶轮口环与泵体口环、节流衬套磨损后，内部间隙变大导致内漏，改变了原有自平衡状态，使轴向力增大，进一步造成泵止推轴承负载过高，温度由止推轴承传到临近的支撑轴承（温度探头布置在支撑轴承上），呈现出轴承温度高的故障。

2.3 泵内密封口环磨损原因分析

拆解泵内件后，发现泵内叶轮口环与泵体口环、节流衬套都出现不同程度磨损。泵体、叶轮口环的材料为Cr17Ni2，并经过镀硬铬处理，表面硬度可达900HV，因此分析口环磨损属于非正常磨损，可能造成磨损的原因有：①泵输送介质在叶轮上结垢严重（图5），导致转子在运行过程中失去动平衡，振动大，与泵内静止部件泵体口环出现瞬间接触，发生相互磨损现象；②检修质量把控不严。故障初期，洗涤塔给水泵124P0208C、G等泵在轴承温度高后进行检修时，因不了解轴承温度高的深层原因，按常规办法对支撑轴承进行刮削或换瓦，没有对泵转子与壳体之间的同心度进行复测，使同心度出现偏差，导致泵试车过程中内部口环、节流衬套发生磨损。

图5 叶轮结垢情况

3 采取措施

（1）加强工艺操作。严格按照启泵先开冲洗水，后开进口阀；停泵先泄压，后关冲洗水手阀；其次逐一清理机封冲洗水过滤器，定期检查备用泵冲洗水过滤器是否干净。同时要求每周在线清理一次运行泵入口过滤器，尽量减少设备切换，避免因频繁操作而降低设备使用寿命，增加故障风险。

（2）加强除氧器灰水工艺指标总碱度、总硬度、悬浮物分析管控，根据分析结果及时增减分散剂、絮凝剂用量，并控制除氧器温度维持110℃，压力0.2 MPa，保证工况稳定。

（3）在征得制造厂商同意的前提下，将原轴承温度80℃跳车联锁值改为85℃。并更换已磨损的口环、节流衬套等部件。

（4）成立洗涤塔给水泵特护小组。特护小组由操作人员、工艺技术人员、设备技术人员、维保技术骨干组成，对泵的日常运行、维护、检修进行全方位特护管理。

（5）泵大修时，各零部件配合间隙严格按照表2执行。

表2 各零部件配合间隙参数

4 结语

根据洗涤塔给水泵实际运行工况，关注故障现象，分析故障原因。从加强工艺指标管控、优化操作、加强检修管理、专业特护等几方面采取相应措施后，目前14台洗涤塔给水泵10开4备，压力、流量稳定，轴承温度约53℃，振动＜4.5 mm/s，已连续稳定运行至今，为气化装置长周期及满负荷运行提供了保障。