水处理立式长轴泵运行周期长寿化的技术研究

庄岩，唐财

（攀钢（集团）工程技术有限公司修建分公司，四川 攀枝花 617000）

攀钢钒能动分公司轨梁一万能污水处理系统有4台400LCT-25×2-1037氧化铁皮污水泵，主要用于将轨梁厂生产过程中产生的氧化铁皮油污水从旋流池抽到油渣分离池。该水泵属于立式离心泵，通长11.36m，自重约6t。由于设备老化，备件紧缺，长期处在潮湿的环境中，泵的零部件腐蚀较严重，经常出现扬水管腐蚀穿孔泄漏、扬水管连接螺栓断裂、机组振动大、流量减小等情况，导致设备检修频繁，运行周期短，不利于生产。同时，在检修过程中，由于各连接部件锈蚀，拆装时及其困难，导致劳动强度高、作业安全风险较大，不利于安全、高效维护检修。

1 现状及原因分析

1.1 现状及存在的问题

针对轨梁一万能污水处理系统立式长轴泵出现的问题，我们通过调研、整理、分析研究，其主要原因体现在以下几个方面。（1）设备本质化状况差。轨梁一万能污水处理系统整体工况较为恶劣，污水中含沙量及铁粉、铁粒等较多，杂质颗粒大，使得泵体、叶轮磨损加剧，导致长轴泵在运行期间频繁出现振动值超标、轴承损坏。泵轴运转过程中存在摆动，造成泵体松动，橡胶轴承损坏。轴、轴套、套筒联轴器锈蚀严重，无法拆卸，只能破坏性拆除，不能二次利用，造成部件成本增加。设备部件在安装过程中，存在人的不利因素，部件装配存在问题。在橡胶轴承安装时，没有技术尺寸控制，轴套安装可能发生倾斜，造成轴、轴套同轴度降低，运行中会加速磨轴套、轴的磨损。（2）设备运行周期短，故障频繁。受地理环境的限制，缺少沉淀池，铁渣及杂物一道进入旋流池，工艺尚无法改变。污水环境下对设备腐蚀性强，备品备件互换性差，规格型号不统一等诸多因素造成设备故障频繁。（3）检修频繁，作业安全风险高，安全管控难度大。轨梁一万能污水处理系统是保证攀钢轨梁厂正常生产的重要环节，一旦长轴泵出现故障必须加班加点抢修。为了不影响轨梁厂的正常生产运行，经常连夜通宵抢修作业，存在吊装长轴泵的安全风险高，安全管控难度大。

1.2 影响长轴泵运行周期的原因分析

（1）长轴泵存放方式及装配工艺问题的原因分析。轨梁一万能污水处理系统的4台氧化铁皮水泵，均为立式长轴泵。由于泵体全长11.36m，自重约6t，存放（如图1所示）及检修预装配时都在地面作业，泵体轴受重力及检修预装配时各部位螺栓锁紧施力导致挠曲变形。同时，检修吊装时是吊的泵头一端，重力作用使得连接螺栓弯曲变形，导致设备运行时下半部扬水管摆动，振动增大，难以保证设备的正常运行。

图1 卧式存放图

（2）入口过滤装置过滤效果差。入口过滤装置滤网孔径及孔距较大，对轨梁厂型材切割清洗后的杂质及其他杂物经过滤装置形成堵塞。滤网孔径过大，大颗粒杂物容易吸入泵内，致使橡胶轴承与轴加剧磨损，造成轴承与轴间隙增大，运行时振动随之增大，严重时会造成机械运动部件卡死，轴断裂等情况发生。（3）套筒联轴器使用周期短。因套筒联轴器与轴的配合间隙很小,同时为了传递扭矩和保证两轴的同轴度,套筒联轴器做的比较长，加上长期浸没在水下工作,产生锈蚀等原因，这种套筒联轴器的装配、拆卸相当困难。在维修中一般法即采用气割、锤击等方法破坏掉套筒联轴器，但这种方法往往还会伤及轴颈。每次维修时下来的轴、套等零件都不能继续使用，必须更换新的，因此成本加大,工作量也大，周期长、检修劳动强度大。

2 水处理立式长轴泵运行周期长寿化技术研究

2.1 解决长轴泵存放方式及装配工艺的方法研究

（1）在每次检修长轴泵的过程中，将泵吊出时都会有长轴泵一侧螺栓断裂的现象发生。经过调查研究，我们发现原来所用的连接螺栓为Q235钢螺栓，抗拉强度375～460MPa，加之组装完毕采取卧式存放方式不当（存放方式如图1所示）。检修吊装时，由于长轴泵的重量约有6t左右，吊装过程中的重力都相对集中，增大了螺栓的剪切力，对螺栓存在拉裂及弯曲现象发生。针对此现象我们采用有45#高强度螺栓联接，抗拉强度大于等于600MPa，有效避免了螺栓被拉裂、弯曲等情况发生。（2）改变我们的装配工艺，在旋流池内壁制作安装长轴泵专用架，用来装配、存放长轴泵。由过去在地面组装完毕采取卧式存放方式，改为在地面上装配2节后，将长轴泵吊到专用架上再继续进行组装。（如图2、图3所示）。

图2 长轴泵专用架上进行组装

图3 装配、存放长轴泵的专用架

2.2 解决入口过滤装置的对策研究

经过调查分析和比对，我们认为过滤装置的入口过滤网孔径过大，大颗粒杂物容易吸入泵内。通过实验，最终决定将过滤网的孔径由原来的13mm减小至现在的10mm孔径效果最佳。（如图4所示）

图4 以前过滤网（左）和改后的过滤网（右）

2.3 解决套筒联轴器使用周期短的对策研究

套筒联轴器改进的原则是，即要保证轴的同轴度又能有效传递扭矩。为了拆卸方便快捷，套筒联轴器与轴颈的配合仍采用以前的圆柱面配合，配合公差为H7／h6。在套筒联轴器按正常工艺加工后，将其沿轴向剖开1mm左右的一条缝，一半剖开，另一半不剖开，剖开的方法采用线切割工艺。在套筒联轴器有剖缝一边的外圆周上，按与剖缝面(轴中心线)垂直的方向，沿轴向间隔均匀地加工出6个孔，一半圆孔加工成通孔，另一半的孔加工成螺纹孔，用于紧固套筒联轴器之用。用不锈钢内六角圆柱头螺栓将套筒联轴器被剖分的一侧压紧，为了防止松脱，可加上弹性垫圈。在实施过程中，应保证加工出的通孔、钻孔、攻丝去除的金属质量与加上的螺栓、弹性垫圈的质量相等，只有这样，才能保证平衡，防止引起附加振动。因套筒联轴器的一边是剖开的，故装配时十分容易。只需将分半卡环卡在两轴槽内，将套筒联轴器先套在轴上(因一侧张开，在弹性变形范围内，将套筒联轴器套在轴上是比较容易的)，装配到位，内六角螺栓的螺纹上涂上适当润滑脂，也便于检修时拆卸时更加轻松。然后用内六角螺栓将套筒联轴器被剖开的一边紧固好。当出现故障需要拆卸时，只需把不锈钢螺栓松开即可。(如图5、图6所示)。

图5 改进前的套筒联轴器

图6 改进后的套筒联轴器

3 结语

通过轨梁一万能污水处理系统立式长轴泵出现的问题，我们通过调查、分析、研究，制定了行之有效的解决对策，并在生产现场进行实施，事实证明此方法是科学、有效、安全、可行的。该方法实施后，解决了长期困扰我们的立式长轴泵运行周期不理想的难题，有效降低了安全风险及检修劳动强度，为攀钢轨梁厂的生产安全顺行提供了有力保障。