尿素水解泵的检修与改造

王俊锋

（江苏灵谷化工有限公司，江苏宜兴 214213）

尿素水解泵的检修与改造

王俊锋

（江苏灵谷化工有限公司，江苏宜兴 214213）

分析尿素装置水解泵投产以来出现的问题，提出有效的解决措施，延长水解泵的使用周期，保证解吸水解系统的安全稳定运行。

水解泵；故障；措施

江苏灵谷化工有限公司大化肥项目，气化装置采用华东理工大学自主开发的四喷嘴水煤浆气化工艺，净化装置采用耐硫变换、低温甲醇洗脱硫脱碳、甲烷化工艺，合成装置采用凯洛格冷冻液化提纯工艺，尿素装置采用改进型Stamicarbon二氧化碳汽提工艺，项目于2008年开工，2009年7月尿素装置试车，8月23日开车成功。尿素装置设计日产2 000 t，其解吸水解系统采用斯纳姆氨卧式水解器工艺——将工艺冷凝液槽收集的稀氨水、尿素混合液中的NH3、CO2、尿素回收，并回收处理后的废水，设计处理量为50．6 m3／h。

尿素装置解吸水解系统的水解器给料泵P5703的作用是，将解吸塔上塔C5701底部的解吸液加压到3．8 MPa后送到水解器V5702，利用高温蒸汽对尿素进行水解。该泵的运行工况直接关系到解吸水解系统能否稳定运行，是尿素装置的重要设备。从尿素装置开车试运行以来，该泵故障率较高，导致水解系统开停车频繁，并对整个尿素装置的稳定运行及环保工作造成极大影响。我们对该泵所发生的故障及检修过程中发现的问题进行分析，并逐步改造，使其运行周期不断提高，大大扭转了水解系统运行的不利局面。

1 水解泵简介

水解泵（P5703）设计为6级卧式离心泵，由大连化工耐腐蚀泵厂制造，型号是DMC80I×6，机械密封采用弹簧压紧式，其管路为API610中的Plant21＋G形式，伞形轴承（其作用是平衡轴向推力）采用油浴润滑和空气冷却。水解泵结构示意如图1，主要性能参数如下：

图1 解泵结构示意

吸入压力 0．42 MPa

排出压力 3．8 MPa

泵送介质温度 145℃

流量 82．5 m3／h

输入功率 132 k W

泵转速 2 950 r／min

泵效率 70%

扬程 367 m

2 水解泵出现的问题及采取的措施

自尿素装置开车至2010年4月，水解泵（P5703）运行比较稳定；5月份以后，该泵频繁出现故障：机械密封损坏、末级叶轮烧坏、伞形止推轴承损坏等；特别是伞形止推轴承多次出现损坏，并与主轴咬死，只要水解系统开停车，肯定烧坏一台泵的伞形止推轴承，必须立即检修。2010年5月份首次出现水解泵3故障，拆开泵体发现：①水解泵第一级叶轮损坏，第一级扣环与主轴粘连在一起；②伞形止推轴承严重烧坏；③两端机械密封损坏。在随后的几次事故维修中，发现水解泵故障几乎都是上述三种。为了彻底解决水解泵的故障，我们有针对性地提出了具体的解决方案。

2.1 水解泵第一级叶轮损坏，第一级扣环与主轴咬合

从拆检情况看，动静部件咬合比较严重。通过查找水解泵原始动静部件间隙记录发现，动静部件间隙偏小，所以决定对水解泵的动静部件间隙进行调整。

解决措施 水解泵的密封环与叶轮的原始间隙值为（35±5）μm，调整后为（45±5）μm；平衡鼓和平衡鼓套的原始间隙值为30～36μm，此间隙未作调整；第一级叶轮与入口端的密封环原始间隙值为（35±5）μm，调整后为（45±5）μm。通过调整动静部件间隙，水解泵在使用过程中发生动静部件咬合的概率大大降低。

2.2 机械密封损坏

在检修水解泵期间，查阅解吸塔图纸发现，第一解吸塔底部总容积仅为1．73 m3，水解泵极易发生抽空现象。因为机械密封的冷却液是首级叶轮出口的抽出液，当液位被抽空时，会导致进入机械密封的冷却液量减小或消失，此时机械密封动静部件很容易发生硬摩擦，机械密封损坏。

解决措施 将原水解泵第一级叶轮抽出口堵掉，重新配一路密封水到机械密封，使用密封水冷却机械密封动静环；机械密封冷却水的管路设计采用API标准中的Plant32形式。此改造措施实施后，水解泵再也没有发生过机械密封损坏现象。

2.3 伞形轴承严重烧坏

在水解泵的几次故障检修时，均发现伞形止推轴承严重损坏。经分析，可能的原因是：①水解泵运行，当液位被抽空时，叶轮受到液体的反作用力变小或突然消失，直接导致泵的轴向推力变化，增加了伞形止推轴承上的轴向推力，这是在开停车期间伞形止推轴承频繁烧坏的主要原因，同时也是导致首级叶轮、扣环损坏的根本原因；②润滑油的冷却采用风冷方式，在实际运行中并不能很好地冷却润滑油，造成润滑油温度升高，粘度下降，起不到平衡轴向推力的作用。

解决措施 为了降低伞形止推轴承的温度，将46＃润滑油改为68＃润滑油，增加润滑油的粘度，减少温度对润滑油粘度的影响；润滑油冷却方式由风冷改为循环水盘管冷却，降低了润滑油的运行温度。实施上述改造后，在之后的水解泵故障检修过程中未发现过伞形轴承损坏现象。

2.4 运行优化措施

由于水解泵的叶轮与口环间隙比较小，因此开泵前一定要预热，使泵体充分预热后才能运行；解吸塔要保证有一定的液位，防止泵抽空，避免水解泵的损坏。

2.5 其他改造措施

在检修水解泵的同时，也从工艺方面进行了分析。发现水解泵出口调节阀（LV-5802）存在较大的泄漏现象，这也是造成解吸塔上塔抽空的原因。为了避免解吸塔上塔被抽空及在开停车期间控制解吸塔上塔液位，在两台水解泵出口总管回流管线之后、出口调节阀（LV-5802）之前增加一个截止阀。

在水解系统开车初期，由于工艺冷凝液中氨浓度较高，解吸塔上塔容易发生结晶现象，间接导致解吸塔上塔底部液位较低，抽空概率增加。所以，在解吸塔给料泵出口至解吸塔上塔之间的管线上，增加一条蒸汽冷凝液管线。通过加入一部分蒸汽冷凝液，一方面降低了投料初期氨水的浓度，另一方面也增加了工艺冷凝液总量，降低解吸塔上塔被抽空的概率。

另外，泵在启动时会产生很大的轴向推力；为了降低此轴向推力，配置了一根泵出口回入口的管线（如图2）。泵启动前，打开此管线上阀门；正常运行期间，关闭此阀门。

3 结 语

通过对上述故障的处理，并提高检修质量，现阶段水解泵开停车时几乎没有出现过故障，其运行周期最长达12个月。水解泵的安全、稳定、长周期运行，不仅保障了水解系统的稳定运行，还关系到整个尿素装置的长周期稳定运行——加强日常巡检和提高检修质量至关重要。

The Overhaul and Revamp of the Urea Hydrolysis Pump

WANG Jun-feng
（Linggu Chemical Co．，Ltd．，Yixing Jiangsu 214213，China）

Analyze its problems since the urea hydrolysis pump put into operation，propose the effective solutions，extend the pump life and ensure safe and stable operation of the urea hydrolysis system．

urea hydrolysis pump；failure；solution

图2 水解泵新增管线示意

TQ441．41

B

1003-6490（2014）01-0054-02

2013-12-19

王俊锋（1977－），男，江苏宜兴人，助理工程师，江苏灵谷化工大化肥分公司尿素车间设备主任，长期从事设备管理工作。