卧式离心收盐泵改进与维修

曾明星

(唐山三友盐化有限公司，河北 唐山 063605)

1 前言

海水制盐属于传统生产行业，工艺流程简单，但受制于生产环境影响，生产设备技术水平、行业设备标准化相对其他行业发展缓慢，水平较低。随着近些年制盐行业机械化发展，收盐作业已逐步实现机械化，收盐方式主要分为收盐机池内收盐和盐泵输送收盐两种方式。前者对结晶池池底强度要求较高，需能承受收盐机、运输车重量不破坏池板，优点为收盐效率高、设备相对简单。唐山三友盐化有限公司(以下简称“公司”)因结晶池底较软不适于池内收盐、运输，因此采用盐泵输送至坨台，通过弧形筛或离心机进行盐、水分离并集坨的方式收盐。

公司2017年开始采用直吸式收盐机进行收盐作业，主要由牵引柴油机、集盐耙、收盐泵组成。该盐泵为唐山市水泵厂所生产卧式离心水泵，型号：SY100-40，流量100 m3/h，扬程40 m，功率22 kW，转速2 950 r/min，轴承型号6308，轴封采用盘根密封。

因收盐泵为立式安装，使转子承受轴向力加大，且输送介质为固液混合物，流体比重、固液混合均匀程度均会有所波动，导致转子轴向、径向稳定性变差，轴承易损坏。转子运转的不稳定及盐结晶对盘根磨损严重，使轴封泄漏频繁，公司试验使用骨架油封替代盘根，但仍未解决轴封泄漏问题，不但严重影响设备面貌、腐蚀机体，卤水也易淋至泵体进入轴承箱导致润滑失效、轴承损坏，设备维修频繁，严重影响收盐效率。

2 改进方案的确定

2.1 盐泵选型

SY100-40型收盐泵已在公司使用多年，基数大、配件存量充足，零部件供应系统成熟，且该泵属于技术成熟、各行业中普遍使用的卧式离心泵，具有成本低、结构可靠、易维修等优势，故优先选择以该盐泵为基础进行改进，不宜直接更换泵型。

2.2 盐泵改进

2.2.1 故障分析

该盐泵为卧式设计、立式使用，且输送介质为非纯净流体，固液混合流体导致转子运行状态不稳定、轴向径向受力轴承易损坏，轴封因颗粒磨损易泄漏。结合现场实际维修情况，叶轮因磨损约1 a更换1次至2次，轴承如润滑状况良好约3个月至6个月更换一次，如卤水浸入润滑失效轴承约1周更换一次，轴封约1周至1个月维修或更换一次。

由此可见，该泵主要为轴封、轴承维修最为频繁，且轴封泄漏也直接影响轴承使用寿命。轴封、轴承维修均需要对泵体进行彻底拆解，工作量大、维修时间长。因此针对轴封、轴承故障率高的问题急需进行解决改进，重点是首先解决轴封泄漏，其次是轴承损坏。

2.2.2 解决措施

(1)轴封泄漏解决措施。

常见的轴封型式主要有机械密封、填料密封。

填料密封是一种传统的接触式密封，应用较广，对旋转运动的轴允许有轴向窜动。其不足是密封性能稍差，轴不允许有较大的径向跳动，功耗大、磨损轴、使用寿命短。其结构简单、价格便宜、维修方便， 但泄漏量大、功率损失大。因此，填料密封用于输送一般介质，如水，不适用于石油及化工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。

机械密封密封性能好，性能稳定，泄漏量很少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴磨损很小，但其机构复杂、制造精度高、价格较贵、维修不方便，加工安装维修保养比一般密封要求高。机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于不同粘度、强腐蚀性的介质。其缺点：结构较复杂，对制造加工要求高；安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；发生偶然性事故时处理较困难；一次性投资高。

通过两种轴封类型的优缺点对比，机械密封的高价格、高安装维修水平要求、泄漏不易处理等特点，不适用于制盐行业工人技术水平相对较低、产业相对粗犷型的要求，而且收盐泵输送介质为固液混合物，易导致机械密封端面受损造成泄漏，在原盘根密封结构的基础上进行机械密封改造改动相对较大，导致原有配件无法通用。而盘根密封以及公司试验骨架油封替代盘根的改进经使用验证，均不成功。

为尽量减少收盐泵原结构的改变、保证原有零部件通用性，考虑使用泥状填料替代盘根。泥状填料安装方便，可实现不停泵维护(即在不停机状态下进行调整、维修、补充)，维修强度低；无规格限制，适用于不同填料箱、通用性强，便于存储、采购，可减少库存；泥状填料具有自润滑性能，摩擦系数小，可以减少轴功率的损失；不磨损轴套，减少维护工作量，泥状填料对填料箱和轴无需苛刻的精度要求，特别适用于已磨损轴的密封。

综上所述，泥状填料极其适合公司收盐作业环境，适于进行轴封改进试验。首先通过测量填料箱在泵支架的相对位置，在填料箱打孔、攻丝M12，作为泥状填料注入口；测量轴套、填料箱轴孔，可知轴孔内径Φ54，轴套外径Φ50，间隙为2 mm，压盖内径Φ41.5，泵轴外径Φ40，间隙为0.75，可知压盖与轴间隙满足泥状填料加注条件，而轴套与轴孔间隙过大，直接加注会导致泥状填料泄漏至泵室无法满足密封压力。因此在改进后，需在泥状填料加注前在填料箱最底部放入一件骨架油封50×70×12，避免泥状填料泄漏。

为降低改进试验成本，没有购买泥状填料加注胶枪，利用现有液压拉马，制作加注枪头，配合液压拉马活塞进行加注。

(2)轴承损坏解决措施。

因该泵原设计为卧式离心泵，立式安装使用，使转子承受轴向力加大，原轴承选用6308深沟球轴承，不适用于承受轴向力工况，故选用7308DB角接触球轴承，既可以承受一定轴向力，又可以承受径向力，且轴承内径Φ40、外径Φ90、厚度23 mm，与原深沟球轴承尺寸相同，无需改变原泵轴承箱尺寸。

3 盐泵维修关键点

3.1 泵体维修

通过盐泵维修总结，其叶轮损坏主要为叶轮口环磨损导致上量不足，而使用0.5 a或1 a的叶轮流道磨损并未达到失效程度。因此叶轮损坏主要为装配精度、检修质量导致，在收盐泵检修中应该尤其注意通过调整轴承压盖调整垫片厚度，使叶轮在泵室中间位置，口环不会摩擦泵壳；泵轴安装后应对轴头(叶轮安装位置)打表确保径向跳动不超0.04 mm，泵体支架、泵壳、泵盖止口应清理到位满足定位要求，保证转子、泵壳同心、无摩擦。

3.2 对中找正

据实验统计，对中不良率可使轴承寿命成三次方递减，因此转动设备的正确对中找正是保证设备运行稳定、延长设备运转周期的重要手段，可消除轴承径向与轴向的额外应力，避免对中不良所引起的振动，避免轴承、轴封提前损坏。盐泵维修中应注重对中找正，确保轴向、径向偏差小于0.1 mm，联轴器检修3 mm～5 mm，弹性胶块完好。

4 改进效果

收盐泵于3月进行改进，4月在收盐作业中进行试用，已投用近3个月，轴封无泄漏，泵组运行平稳，设备运行状况得到极大改善，实现在不改变泵原零部件尺寸基础上，降低设备故障率、盐场运行寿命的目的，达到了试验效果。

5 效益分析

(1)维修成本。现有收盐泵收盐季维修每月平均约2次，单次维修费约0.05万元，每年收盐约9个月，维修费用0.05×2×9=0.9万元，改进后根据目前使用状况预计每年维修2次，维修费约0.057万元，单台泵年节约维修费用0.843万元。

(2)人工成本。收盐泵改进前轴封、轴承维修均需整体拆卸，维修需2名工人约6个工时，按人工工资350元/d，改进前单台收盐泵维修年度人工成本2×6×350/8×2×9=9 450元，改进后单台收盐泵维修年度人工成本2×6×350/8×2=1 050元，年节约人工成本0.84万元。

综上所述单台泵改进年可节约维修费用约0.843+0.84=1.683万元，收盐泵改进后，轴封泄漏可实现在线加注泥状填料消漏，维修简单、降低维修难度，提高检修效率、缩短维修时间，维修过程中通过提高检修、装配质量，可有效降低故障率，改善设备面貌，延长设备运行周期，提高收盐作业效率。

6 小结

通过对卧式离心收盐泵的改进，以及对收盐泵故障原因分析、检修过程要点的探讨，解决了在海水制盐的恶劣工况下收盐泵故障率高的问题，不仅大幅降低维修成本，而且能实现在线维护，极大地节约维修时间和降低维修强度。此次改进对制盐行业其它用途离心式输送泵也具有借鉴意义，泥状填料替代盘根密封可最大限度减少设备本体的改动，减少改进难度和成本，使设备满足收盐作业工况。