熔盐循环泵的国产化改造.docx

1 前言211首先我们对熔盐泵的结构进行分析 ,如图 1 所示 ,该泵为立式开放式叶轮单级离心泵 ,其电动机 、支承体 、联轴器 、密封装置 、叶轮 、导流筒没有问题 ,在多次解体过 程中 ,发现轴承 2 (中轴承) 的轴承盒中的润滑脂变焦 ,轴承无法转动 。212熔盐泵的输送介质为 400 的 NaNO3 和 KNO3 溶 液 ,在其中轴承下面设一冷却风扇 。213对轴承和润滑脂进行试验分析 ,进口随机带来的轴 承为 :30224A (上轴承) ,6236C3 S3 ( 下轴承) ,润滑脂为 : 锂基润滑脂 。后来我们采用国产锂基润滑脂或更高级的极压复合 锂基脂 ,均发现轴承盒内有结焦现象 ,所以造成这一故障 的直接原因是高温 ,再就是中轴承盒的冷却不够充分 ,使 轴承始终在高温下运转 ,使得使用周期缩短 。3改进方案基于以上分析 ,我们首先对设备检修时间的缩短进 行考虑 , 然后对熔盐泵是苯酐装置的关键设备之一 ,随着该装置的引进国外技术和设备 ,熔盐泵从形式和构造上较原国产 的虽然无太大区别 ,但是 ,随着流量和使用温度的提高 ,对泵的结构提出了新的要求 。在几年的使用和维修过程 中 ,我们也逐渐发现进口装置熔盐泵的一些不足和缺陷 ,针对这些 ,我们在工作中采取了一些措施和对其进行了 部分改造 ,并取得了满意的效果 ,现总结归纳一下 ,与大家共同学习探讨 , 也为今后的设计 , 使用和维修时的参 考 。2情况介绍和分析在苯酐装置生产过程中 ,熔盐泵是一台高温熔盐液 体输送设备 ,并且是 24 小时连续运行 ,因此 ,它必须是一台能够长期稳定运行的化工机械设备 ,这样才能保证化 工生产装置的长期连续工作 ,否则 ,由于熔盐泵的突发性故障 ,可能导致生产装置停运 、故障 、甚至更加严重的后 果 ,所以 ,熔盐泵总体设计的首要任务是保证熔盐泵的耐用性 ,其次是使维修变得更简捷和迅速 。 我厂苯酐装置是 80 年代末从德国引进技术和设备 ,20000t/ 年的装置 , 是我国引进的第一套苯酐装置 , 其技 术是很先进的 ,然而 ,在多年的运行中 ,我们也发现了许多不足或不适应的问题 ,其中熔盐循环泵就是其中一例 。 其主要表现在 : 连续运行时间不够长 , 导致多次事故停车 ;单台运行 ,无备台设备 ,一但出现故障 ,导致装置全线 停车 ;拆装复杂 ,耗时较长 (最长一次曾用时 7 天 ,最短也需 3 天) 。针对这些问题 ,我们对该设备进行了长期考核分析 ,并逐步对其实施国产化改造 。其本身的缺点进行相应的改进 。311按 国 外 泵的外型尺寸进行测 绘 , 制 造 一 台 备台材 料 选31111择由于熔盐泵的工作环境温度 为 400 左 右 , 输送介质为一定 比例的硝酸盐和 亚硝酸盐的混合溶液 , 在材料的 选择上即要考虑 耐高温性又要注 意 耐 腐 蚀 性 ;400 高温下 ,许 多金属的机械性能可能都有明显 改变 , 在计算材料的机械强度时 要给出充分的裕度 ,这样 ,我们通 过计算采用耐热锅 炉 钢 板 20g ,轴系采用高强度 钢 1bM 。叶轮采 用 ZG45 , 轴承尔 滨油辽营 口学厂秋华国图 11 上轴承组合 ;2 中轴承组合 ;M 电动机 ; b 叶轮 ;3 冷却风翅 ; 4 下轴承组合。收稿日期 1998 - 10 - 10收改稿日期 1998 - 11 - 0632 熔 盐哈循石环化宁工泵大吕的李存仲刘国忠产黎勤化改造盒用 A3 。31112轴承选择(1) 上轴承组合选用 G 级单列圆锥滚子轴承两套 , 反向装配 ,采用耐高温的极压复合锂基脂润滑 ,该组合主 要承受双向轴向载荷 。轴承型号为 7224N 。(2) 中轴承组合选用 E 级单列球轴承 ,大游隙组 ,耐 高温 300 , 黄铜保持架 , 滚动体耐热材料 。最后选用3 E23bHN 。(3) 下轴承组合长期浸于 400 熔融态硝酸盐及亚硝 酸盐溶液中。选用耐高温、耐腐蚀和线胀系数小的材料。 该段轴承结构设计成轴套型式 ,以利于高温运转和维护修 理。因此 ,轴上选用 15Mo3 ,壳体上采用铜合金 CuAL10Ni 。31113在泵壳与反应器联接处的泵壳上设一轴的密封 函 ,选用填料式 , 考虑到 400 的高温 , 密码材料选用耐高温的石棉 、石墨密码材料 。31114轴承盒设计轴承盒是支承轴承的装置 ,同时也是为轴承提供润 滑的装置 ,原进口泵轴承装置的冷却问题采取了在中轴 承组合下面装一个风冷翅进行冷却 ,在几年的使用和维修过程中发现 ;每次打开后 ,轴承盒内的润滑脂均焦化严 重 ,轴承无法转动 , 轴承内环被迫转动 , 造成轴的损坏 。 基于此问题 ,我们考虑了几个改造方案 :在中轴承盒上部增加一冷却风翅 (如图 2) 。在中轴承盒外圈加一环状冷却风管 (如图 3) 。改造轴承盒 (中轴承) 加水冷却系统 (如图 4) 。通过一段时间的试验 ,我们采用了方案 进行轴承盒的设计加工 ,并且对原国外进口泵也进行了如此改造 。 目前此泵已在装置上连续运行 2 年有余 ,并且目前状态非常好 。图 3图 2首先 ,我们对方案 进行试验 ,随后对 方案也进行 实验 ,比较看 : 方案轴承部位温度降低不大 , 方案比方案效果虽然好一些 ,但增加了一套压缩风管线 ,且用风量不小 , 产生了浪费 。最后 , 我们对 方案进行了实 施 ,通过一段时间的运行证明 ,虽然重新改造了轴承盒 ,且配置了冷却水循环系统 ,但水是循环使用 ,在此冷却过程中并无消耗 、故实践证明方案 是最好的 ,并且效果也 是最佳的 。图 44 泵的维修多年来 ,熔盐泵的维修始终受维修时间长 , 拆卸困 难 ,动用人工多等多方面限制 ,往往最快的维修时间也需要 48 小时以上 ,而装置中的熔盐液体在没有泵循环的情况下 ,可能进行加温 (易导致局部过热) ,受气候影响熔盐 温度不断下降 ,冬季降得更快 ,因此一旦该泵故障停机 ,(下转第 36 页)33 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 一般采用薄煤层 ,快转速 ,低风压 (一次风) 方式运行 。31 调节性能得到改善 ,在规程许可范围内升 ( 降) 温(压) 快 ,又能通过调整瓦斯和煤量比控制主汽温度 。 注意事项 :(1) 瓦斯燃烧器需在炉膛温度大于 500 时投用 。(2) 瓦斯燃烧量一定不能大于设计值 ,控制在 625kg/h 之内 ,否则炉膛出口烟温过高 ,主汽温度也将超温 。(3) 具体燃用瓦斯量还要看锅炉负荷情况 ,不能单独 燃用瓦斯 ,同时炉排上煤层也不易 50mm ,以免运行中炉排表面受热太强 ,造成损坏 。(4) 两侧墙燃烧器必须同时投用或停用 ,燃烧器负荷 尽可能一致 ,以免造成炉温 、烟温偏差过大 。512节能效益节能来源于以下几个方面 :11 由于燃用瓦斯气 , 减少了锅炉烧煤量 , 按平均发(2) 由于加烧瓦斯 ,改善着火燃烧条件 ,灰渣含碳量由原来平均 2315 %降至现 10 % , 而带来的节煤效益计 算 :应用基灰份 A P 相同时 ,则 1 kg 燃料在两种情况下燃 烧后 ,略去漏煤和灰飞 ,得灰平衡为A P + C1=A1HZ ZA P + C2 Az2HZ =A P 应用基灰分 % , 即 1kg 煤中含灰的 kg 数 , 设计煤种为 26157 %kgA12z 、Az 两种状态下 1kg 煤燃烧后得灰渣总 kg 数C12HZ CHZ 不加瓦斯与加瓦斯两种状态下 1kg 煤燃烧后 , 灰渣中含碳的千克数则 : Ap / A1 = 1 - 2315 %zA1p= A / 01765 = 0134732 ( kg)zp 2A / Az = 1 - 10 %热值计算 ( Q P = 21059kJ / kg ,瓦斯 Q P = 43660kJ / kg) 每燃HH2p= A / 019 = 012952 ( kg)Az烧一吨瓦斯 ,相当于少烧 2 吨煤 ,由于瓦斯是回收废气无成本 ,故节煤 (能) 效果可观 。21 由于煤气混燃 ,改善了煤着火 ,燃烧条件 ,煤燃尽 得更彻底 , 灰渣含碳量降低显著 , 由原 20 % - 27 %减少 为 8 % - 12 % 。31 除渣上煤量减少 , 故节约了上煤 、除渣设备的电耗 。41 瓦斯燃烧的比较完全 ,基本上没有灰渣物理热及 机械不完全燃烧损失 。经济效益计算 (只算大的方面) :(1) 由于燃烧瓦斯少烧煤的节煤效益 :(按 3 # 炉年运行 300 天计 ,煤价 200 元/ t)烧瓦斯量 :01625 24 300 = 4500 (t)节煤量 :每吨瓦斯相当于 2t 煤4500 2 = 9000 (t)节煤价值 :9000 200 = 180 (万元)A1A2即每 1kg 燃 烧 后 少 产 灰 渣 :Az =-=zz01052 ( kg)也就是说加瓦斯后每烧 1kg 煤节煤 B = 01052 ( kg)单纯 燃 煤 时 年 耗 煤 量 :51945 24 4 300 =42804 (t)51945t/ h 燃料耗量 ( 见原热力计算书)烧瓦斯后节煤 : (42804 - 9000) 103 01052 =175718 (t)节约价值 :175718 200 = 35116 ( 万元)瓦斯改造工艺设备 、仪表 、管道及人工计 46 万元 年净经济效益为 180 + 35116 - 46 = 169116 ( 万元)投资回收后年经济效益更可观 。参考文献1锅炉机组热力计算标准方法 1 机械工业出版社 ,19761112中小型燃气锅炉房 1 中国建筑工业出版社 ,1981133冯俊凯 ,沈幼庭 1 锅炉原理及设计 1 科学出版社 ,199217(上接第 33 页)就需不分昼夜的抢修 。几年来的抢修实践 ,迫使我们摸 索出了一些切实可行的办法 ,设计了一些工装和专