高压锅炉给水泵改造项目

田　静

高压锅炉给水泵改造项目

田静

（北京美信东方工程技术有限公司，北京 100125）

国外某化工厂一台高压锅炉给水泵被搬迁回国内，计划用于某甲醇项目。由于该泵已经运行几十年并搁置过一段时间，为了使其在国内条件下能继续工作，必须对其进行改造。首先对泵体本身进行拆检试验，检查各零件的使用情况，更换损坏部件；其次根据国情和现场情况配置辅助设施；最后对改造后的泵机组进行试验。结果表明，经过改造后的泵能够满足工艺要求，效率达到改造预期目标。对于改造项目，详尽周密的计划是基础，认真细致的态度是保障，及时有效的沟通配合是关键。

高压锅炉给水泵；改造；拆检；试验

1　项目概况

青海桂鲁化工有限公司（以下简称用户），从加拿大某化工厂搬迁一台高压锅炉给水泵，经过大修整改后用于青海80万t/a甲醇项目。本人作为设计代表，有幸参与该项目的设计、采购、出厂验收阶段，现将改造过程的一些心得体会总结如下，供同行借鉴。

2　改造步骤

首先了解待改造泵的原有设计信息，见表1。

表1　高压锅炉给水泵原有信息表

其次，了解待改造泵的现有状态。从青海现场拍摄的照片看，可见部件的总体状态一般，外部喷漆状态一般，各项标识明显可见，大部分温度表、压力表已损坏，部分管路已断开。原驱动机形式为蒸汽透平，现改用电机驱动，所以原驱动机未拆回。

图1　高压锅炉给水泵外观图

接下来，选择国内泵厂负责改造该泵。该泵规格较大，系统复杂，需要有能力、有实力的厂家承接该项目。经过评标，选定大连苏尔寿泵及压缩机有限公司（以下简称改造方）。

3　制定初步改造方案

掌握了待改造泵的现状，用户、设计方和改造方三方共同制定泵的初步改造方案。改造工作主要包括：电气部分整改；辅助系统整改；机械部分整改；组装试运转等。

3.1电气部分整改

由于原驱动机为蒸汽透平，用户要求改用电机驱动，所以驱动机需要重新设计。设计方提出电机的技术要求：防爆等级：dIICT1；防护等级：IP55；电压等级：10kV；安装海拔高度：2 597m；配置定子绕组、轴承测温装置，轴承测振装置。改造方负责电机选型。

3.2辅助系统整改

辅助系统包括润滑油系统、密封系统、冷却水系统。

3.2.1润滑油系统整改

原润滑系统是为泵和蒸汽透平提供润滑油的，而新配电机在润滑油的压力和油量方面与原蒸汽透平肯定不同；加之改造后新增变速箱，此设备的润滑油量原系统未考虑；并且原润滑系统中的电仪设备（包括油泵电机、控制仪表）的设计标准与中国不同，例如电压、频率等；从现场照片看，系统内大部分仪表已损坏，而且原润滑油站布置在泵底座上、泵非驱动端轴承箱下方，空间有限，维修存在一定困难；综合以上因素，润滑油系统必须新购。

设计方提出润滑油系统的技术要求：服务对象：电机、齿轮箱、泵；系统接油部件材质：不锈钢；主要仪表：液位/温度/压力/压差传感器；仪表的防爆/防护等级：dIICT4/ IP65；仪表品牌：合资品牌；电机的防爆/防护等级：dIICT1/ IP55；电机安装海拔高度：2 597m；系统安装形式：撬块安装。由改造方负责系统选型。

3.2.2密封系统整改

原泵所配机械密封，需泵解体后才能检查，必要时可以委托密封厂家进行检查。是否能够继续使用，待检查后确定。机封冲洗系统中的换热器外观状态一般，也需要解体后判断是否能够继续使用。由改造方负责解体检查。

3.2.3冷却水系统整改

原冷却水系统为机械密封的换热器及润滑油站的换热器提供冷却，仅包括一些管路、阀门。润滑油站需要新购，油站撬块范围内的冷却水管路由油站供应商负责；机械密封的换热器是否能继续使用还待定，所以冷却水系统暂定为拆卸检查，并修复。

3.3机械部分整改

机械部分整改包括底座、变速箱、联轴器的整改及泵体拆卸检查。

3.3.1底座

由于驱动机形式改为电机，而且要新增变速箱，原底座的长度肯定不够，所以底座需要重新设计。设计方提出底座的技术要求：设计标准：API 610；底座大小：应将所有设备投影包含在底座范围内；附件：接地耳，吊耳，调整螺栓，地脚螺栓。由改造方负责设计。

3.3.2变速箱

变速箱为新增设备，需要把泵转速增加到4 400r/min。速比和功率待电机选型后确定。由改造方负责选型。

3.3.3联轴器

由于电机和变速箱都新购，原有联轴器无法与新设备匹配，所以泵与变速箱之间、变速箱与电机之间的联轴器都需要重新选型。设计方提出联轴器的技术要求：联轴器形式：弹性膜片式联轴器；联轴器应设计成能够承受最大驱动功率的125%负荷；联轴器护罩材质：无火花型。由改造方负责选型。

3.3.4泵体拆检

泵体拆检按照API 610标准及改造方的技术要求进行。改造方各相关专业做好检修配合工作，准备好检修作业所需的相关机具、材料和作业文件。泵体拆检主要包括以下步骤：

（1）主泵拆卸、吊装，将泵头移出底座，支撑泵头，做拆解标记。

（2）拆卸驱动端和非驱动端轴承箱体。检查推力轴承和径向轴承的磨损情况。

（3）拆卸驱动端和非驱动端机械密封。检查静环和动环的磨损情况。

（4）拆除非驱动端大端盖和驱动端压盖，将内筒体从壳体中抽出。拆除内筒体上盖，将转子总成吊离下盖，放置在专用的V型工作架上。对主要零件做标记。

（5）通过加热，拆卸节流轴套，测量节流轴套外径和节流衬套内径。

（6）通过加热，依次拆卸第1级叶轮，第1和2级叶轮间的隔套，第5级叶轮，第2级叶轮，第6、7、8级叶轮，第3、4级叶轮。测量各级叶轮口环尺寸。

（7）通过加热，拆卸中间轴套，测量轴套外径和中间衬套内径。

（8）检查轴的各部位尺寸，进行同轴度检查。

（9）清洁所有零部件并对其外观和尺寸进行检查。

（10）编写拆检报告，详述零件拆卸后状况和需要修理或更换的细节资料。

3.4组装、试运转

泵体的各个零件经过必要的修理或更换后，重新组装。主要包括以下步骤：

（1）依次安装叶轮轮毂口环和叶轮口环，并用螺钉固定。

（2）依次安装各级叶轮、级间中间轴套、隔套轴套和节流轴套。

（3）转子总成做动平衡试验，平衡精度G2.5级。

（4）内筒体上下盖做流道检查。

（5）将转子总成安装到下盖上，安装中间衬套，级间隔套，节流衬套。

（6）安装新的中开面密封垫。

（7）安装上盖，安装中开面紧固螺栓、螺母。（8）将内筒体吊进外筒体，安装端盖和压盖。（9）安装两端机械密封。

（10）组装两端轴承部件，检测轴心。如有需要重新打定位销。

（11）安装两端轴承箱体。

（12）泵体组装好后，进行整机试验，考查各项性能是否达到原厂设计值。要求泵效率不应低于原泵设计值的90%～95%。

4　确定补充改造方案

4.1新购设备、系统选型

改造方根据初步改造方案，进行新购设备、系统的选型，将选型方案提交设计方和用户审查，见表2。

配套设备、系统的技术选型方案三方达成一致后，考虑到电机和润滑油站的商务报价较高，用户决定自行采购电机和润滑油站，由改造方负责整套机组的配套布置，并由改造方负责总成整套机组的图纸资料。润滑油站与泵底座之间的润滑油连接管路由用户提供。

4.2泵体检查报告改造方提供了泵体的拆检报告。拆检报告格式如下：

表2　新购设备、系统选型

表3　泵体拆卸检查报告

报告显示，所有的垫片、O型圈都磨损严重，径向轴承生锈并磨损，驱动端和非驱动端机械密封的密封面磨损严重，等等。必需更换的零件清单见表4。其他零部件状态一般，清洁后可继续使用。

表4　必需更换的零件清单

表4中更换零件的费用由用户提供。改造方保证更换零件的规格、材质、数量、零件号均与原制造厂一致。除机械密封外，其他零件均从国外进口。用户要求改造方将更换掉的零件随主机一起发货。

同时改造方提供了泵尺寸检查报告，见表5。

改造方还提供了轴的同轴度检查报告，见表6。

在补充协议中，还确定泵机组和润滑油站的运输方式分别为整体撬块运输。

表5　泵尺寸检查报告 单位（mm）

表6　同轴度检查报告 单位（mm）

5　出厂试验

补充改造方案确定后，改造方和用户分别采购新材料和设备。由用户采购的电机发货到改造方，由改造方装配完毕后，准备出厂试验。

5.1试验前的准备工作

（1）泵、电机、齿轮箱主体设备在底座上就位。检查电机、齿轮箱等新购设备的供货范围、铭牌参数，确保与批复图纸一致。

（2）调平、对中转子，固定泵、电机、齿轮箱后，安装联轴器。

（3）检查冷却水管路，确保与批复图纸一致。

（4）检查润滑油管路，确保与批复图纸一致。

（5）检查主电缆连接。

（6）检查泵进出口管线连接。

（7）试验台水池注水，油站注油。

5.2试验前需注意的几点

（1）由于额定转速4 400r/min，超过测试台程序默认最大转速3 000r/min，所以决定在自动生成的性能测试报告上手改转速，不影响其他参数。

（2）泵的进口压力为0.25MPa（G），NPSHa为12m，NPSHr在额定流量时为9m。但是试验台上泵进口是抽吸状态，不能保证泵的设计NPSHa，试验时有发生汽蚀的可能性。

（3）由于合同油站尺寸较大（3m×2.05m），试验车间的地坑放不下，所以泵和电机使用试验台油站供油，齿轮箱借用其他合同油站供油（试验台油站不能同时满足泵、齿轮箱、电机用油）。齿轮箱借用油站的供油量比需油量少20L/min，齿轮箱轴承温度有可能过高。

（4）考虑上述因素，初步决定试验时间为30min。

5.3出厂试验

（1）启动油站，润滑油循环，检查各回油管视镜是否有油流动。

（2）1h后，启泵。平稳提高流量，随着流量增加，噪声增大，判断有汽蚀发生。在流量为182.9m3/h时，现场测转速为4 535r/min。到达正常流量272m3/h时，止推轴承温度为80℃。到达额定流量357m3/h时，止推轴承温度已达100℃，被迫停机。整个过程大约5min。

5.4故障分析

（1）故障现象

止推轴承箱的油气分离器有白烟冒出，初步判断轴瓦烧了。拆除轴承箱回油管，发现没有油流出，油路没通，轴承没有得到充分的润滑和冷却，所以温升过快过高。

（2）故障原因

启泵前，油路循环时没有仔细观察回油管视镜中润滑油的流动情况，造成止推轴承润滑油流动不畅。将进油管接到轴承箱另一侧的进油口，此时回油口有油流出，伴随大量白烟。检查左右两侧进油口，发现直径不等。试验时连接的进油口直径小，约Φ8mm，另一侧进油口较大，约Φ14mm。

（3）故障后果

将泵移出试验台。拆开止推轴承检查，发现轴瓦烧损。轴承箱的回油口有点阻塞。

机组额定点的振动、温升、噪音及转速没来得及测量。

（4）解决办法

更换轴承。由于进口轴承供货周期长，为满足本项目泵交货期要求，经协调，改造方将其他进口合同中的同型号轴承借调来使用。

（5）重新试验

更换止推轴承后，重新做试验。此次试验，泵的振动值控制在7.1mm/s以内、轴承温度控制在85℃以内，噪声正常。性能试验采集了10个点，从小流量点到额定点。泵性能试验报告见表7，性能曲线见图2。试验报告显示，额定点的流量扬程满足原泵设计要求，泵效率计算值（76.3%）是原泵效率

表7　泵性能试验记录单

值（78%）的97.8%，说明泵维修改造是成功的。

图2　泵性能试验曲线

6　涂漆、包装、发货

出厂试验合格后，泵体喷漆，整套泵机组撬块包装、运输至现场。现场安装调试由用户主导，改造方提供指导。

7　结束语

此台高压锅炉给水泵改造历时一年多，通过改造方，设计方，用户共同努力，不断完善改造方案，发现问题，及时讨论，解决问题，最终改造后的泵成功运行，为项目按时投产做好准备。就改造过程出现的问题总结以下几点，供大家借鉴。

1）进口高压锅炉给水泵在服役20多年后，通过更换易损件，性能仍能达标，说明进口泵的品质良好，值得国内泵企业学习。

2）泵利旧改造有风险，一旦改造不成功，既造成经济损失，又耽误工期，所以泵改造前应做充分的技术经济分析。

3）细节决定成败。改造过程中的每一个细节都不能疏忽，否则可能造成严重后果。

4）改造项目历时长，牵扯面多，沟通协调、互相配合非常重要。

5）本次改造由于苏尔寿内部规定，更换零件只能进口。以后类似改造，在保证质量的前提下，可以考虑国产。

High Pressure Boiler Feed Water Pump Modification Project

Tian Jing

One set of high pressure boiler feed water pump is relocated to China from an offshore chemical plant and is planned to be used in a methanol project.Since the pump had been worked for several decades then left unused for some time，it has to be modified to be able to rework in local conditions.Firstly，dismantle the pump，check each part and replace the worn one.Secondly，select auxiliary accessories suitable for Chinese standard and site condition.Finally，test the modified pump set.Test result shows that the modified pump can meet process request，efficiency reaches the predicted object.Generally speaking，for the modification project，the basis is detailed plan，the guarantee is careful attitude，the key is prompt and efficient communication and cooperation.

high pressure boiler feed water pump；modification；dismantle and check；test

TK223.52

B

1003-6490（2016）06-0010-05

2016-06-03

孙国才（1984—），男，河北平山人，助理工程师，主要从事化工施工图设计、安全设计工作。

收稿日期：2016-06-01

作者简介： 田静（1976—），女，河北涿州人，机械工程硕士，工程师，主要从事机泵专业的设计管理工作。