25万吨甲醇水汽车间高压锅炉给水泵检修方法探索

龚浩龙

摘 要：文章主要从几个方面分析了25万吨甲醇高压锅炉给水泵频繁下线检修原因。针对这种问题，从检维修、配件的更换、设备本身等方面提出了改进措施。

关键词：口环；叶轮；壳体；冲蚀；间隙

25万吨甲醇水汽车间高压锅炉给水泵给气化炉汽包上水，泵型号为FT180-137，输送介质为高温除氧水，出口压力为15MPa，因该泵长期运行后叶轮口环、壳体口环，出口段严重冲刷，造成高压侧振动大，出口压力下降，频繁下线检修，增大了检修人员的劳动强度，也增加了检修费用。通过对检修方法和施工工序的调整，保证了该泵长周期，满负荷运行。

1 叶轮口环和壳体口环的修理

1.1 叶轮口环和壳体口环的磨损原因

锅炉给水泵下线解体大修因振动大、出口压力低、超电流等原因造成，解体发现壳体口环冲刷磨损比较严重，且有个别壳体口环与壳体脱开，对泵运行过程造成很大的隐患。主要有以下原因造成：壳体口环焊接不牢固，外委加工时是先把壳体口环车削至要求尺寸，然后用加热壳体的方法进行镶嵌。壳体镶嵌满足不了强度要求，且口环外圈与壳体配合面有缝隙，导致部分高压水窜入缝隙内，长时间冲刷导致缝隙越来越大，使口环脱离壳体，流量不稳定，造成电机负载过大。

1.2 叶轮口环和壳体口环的修复

每次按照装配要求，叶轮口环的径向圆跳动≤0.05mm，端面圆跳动≤0.10mm。叶轮口环与壳体口环径向间隙为：第一级0.55mm，第二级以上0.40～0.46mm。但是由于前期叶轮拆卸不当导致叶轮口环轻微变形，叶轮端面圆跳动相应增大。改进措施：（1）要求做动平衡，这样可以消除转子不平衡量，同时消除一部分径向跳动，并要求重新镶嵌叶轮口环。（2）避免由于轴的弯曲度及口环椭圆度造成运行过程中口环出现刮蹭现象，可适当放大口环间隙：第一级0.65mm，第二级以上0.55～0.60mm。（3）壳体口环在保证配合间隙正确的情况下，要求口环与壳体装配面无缝隙，在镶嵌口环外圈两端面与壳体内圈两端面接触处车削坡口，并使用氩弧焊进行双面焊接，要求焊接牢固，焊接完毕后在进行壳体口环的车削，直至车削到要求的配合尺寸，最后用角磨机去除焊接高点，此法是防止壳体口环脱落的重要方法。

2 高压侧出口段壳体的修理

2.1 出口段壳体冲刷原因

出口段密封冲刷严重，导致出口段高压锅炉给水部分泄漏至平衡盘背侧，转子的轴向力增大，破坏平衡，造成震值增大。分析其主要原因有三：（1）壳体密封不严，密封腔与壳体主要有两道密封，一是O型圈于壳体端面的压紧密封，二是由密封腔端面与壳体端面的接触型硬密封。（2）由于O型圈具有弹性，螺栓紧偏导致密封腔一侧有缝隙，高压水对缝隙进行冲刷，长久造成泄漏。（3）壳体修补材质硬度达不到要求。

2.2 改进措施

在外委修复过程中，首先要保证修复后壳体密封面的平面度。密封表面光滑。修复表面不得有高点、低点、腐蚀和其他杂质附着。检查O型圈是否完好。出口段背侧与第九级导叶密封处间隙控制在0-0.10mm范围内，修复后的出口段平衡腔室密封面，要求端面跳动小于0.02mm。因出口段平衡腔室密封面老被冲刷，把出口段与平衡腔室由原来的螺纹连接改为焊接，将平衡腔室与出口段焊死，防止窜液，加强密封性能，保证轴向力的平衡，减小振动，此法是保证该泵长周期运行的重要方法之一。

3 泵轴弯曲的修理

3.1 泵轴弯曲的原因

原因有两方面：一是锅炉给水泵因在高温环境中连续运行，加之工艺状况不稳定，经常调整汽包上水流量，导致泵运行极不稳定，间接造成泵轴弯曲。二是锅炉给水泵在检修解体过程中，由于叶轮与泵轴配合为过盈配合，人员在拆卸叶轮时，拆卸方法不科学，使用大锤直接敲击叶轮，叶轮变形，用自制拉马顶在轴上拔取叶轮，由于自制拉马条件限制，使用时使转子受力不均匀，造成泵轴弯曲。

3.2 泵轴弯曲的处理方法

首先，将转子轴径放在两个V型块上，V型块上放置粗铅丝或铜皮，沿轴向放几个或一个百分表，并将转子圆周分成若干等分，盘动转子，分别记录各测点的百分表读数，然后将相对180度的读数相减并除以2，把结果用数值和箭头画在圆周等分点的对应处，箭头指向数值大的一侧，此值即为转子在该断面该方向的弯曲值，箭头方向为弯曲方向。具体校直方法有：（1）手摇螺旋压力机校直，首先将轴放在三角缺口块内架住，或放在车床上利用顶针顶住轴的两端，然后将轴弯曲的凸面顶点朝上。用螺旋压力机压住凸起顶点，向下顶压，直到轴校直为止。（2）利用捻棒敲打校直，这个方法是利用捻棒来冷打轴的弯曲凹面，使轴在此处表面延伸而较直。捻棒应由硬度低于泵轴硬度的材料制成，或在硬度高的材料上镶铜套，捻棒的边缘必须有圆角。在直轴时，将轴的凹面朝上，并支持住最大弯曲的凸面顶点。在两端用拉紧装置向下加压，然后利用1-2公斤重的锤子敲打捻棒，使轴的凹面材料受敲打而延伸。捻打时，先自最低凹面中央进行敲打，逐渐移向两侧，并沿圆周三分之一的弧面上进行，但越往中央敲打密度应当越大。轴的较直量与敲打次数通常成正比。最初敲打时，轴较直较快，以后较慢。敲打时应注意掌握捻棒，勿损伤轴的表面。（3）用螺旋千斤顶较直，当轴的弯曲量不大时（为轴长的1%以下），可以在冷态下用螺旋千斤顶较直。在矫直时，考虑到轴的回弹，要过矫一些，才能保证矫正后的轴比较正直。这种方法的精度可达到每米0.05-0.15毫米。（4）局部加热法，将弯曲的凸面朝上，在周围用石棉布包扎，然后用喷灯或气焊急热。加热方法，应匀速、等距（距轴面20毫米左右），从中心向外旋出，然后由外向中心旋入，以保持温度均匀。加热面积与形状用轴向开口（轴向长而径向短）方法加热，使径向方位温度均匀，使轴不易产生扭曲。而用径向开口（径向长而轴向短）方法加热时，直轴效果显著。校直时，先将轴平放在两支承上，使弯曲部分凸面向上，并在轴的最大弯曲处用湿石棉布包扎。此石棉布轴向开口0.15d×0.2d或径向开口0.35d×0.2d（d为轴的直径）的长方形口，然后在开口处用氧乙炔焰加热3-5分钟（采用强力焊炬，并且使氧气压力增至4-5大气压），温度达到500-600℃后，用干燥的石棉布覆盖受热处，保温10-15分钟，最后用压缩空气吹，使之迅速冷却。轴的弯曲变化情况可由百分表测量。一次未能校直可以重复进行，校直后，轴应在加热处进行低温退火，即将轴转动并缓慢的加热至300-350℃，在此温度下保持一小时以上，然后用石棉布包扎加热处，使它缓慢地冷却到50-70℃，这样就可以消除内应力。（5）机械加热直轴法，预先将轴固定，凸面朝上，然后用外加载荷将弯曲轴向下压，在凸面造成压缩应力，然后再在凹面处加热，亦可直轴。此法仅适用于弯曲度较小的轴。

4 严格控制装配间隙

间隙：叶轮口环间隙严格按照要求配置0.60mm-0.70mm，出口段背侧与第九级导叶密封处间隙控制在0-0.10mm范围内，出口段平衡腔室密封面进行修复，要求端面跳动小于0.02mm。转子轴向膨胀量控制在0.30-0.50mm，两侧装滑动轴瓦抬轴量为总抬轴量的一半加0.05mm，两侧抬轴量要求真实，不能为虚值，只有严格控制装配间隙，才能保证此泵长周期运行。

5 实施效果

在2011年高压锅炉给水泵共检修7次，检修费用多达56万，2通过对锅炉给水泵检修方法和检修工序的合理优化，大大缩短了检修工期，同时也减少了劳动力和材料的浪费，保证了该泵的长周期运行。

参考文献

[1]任晓善.化工机械维修手册[M].化学工业出版社，2004，2.

[2]王者顺.机泵维修钳工[M].中国石化出版社，2007.