高压煤浆泵活塞杆断裂原因分析与处理

张洪伟+姬升红

摘 要：高压煤浆泵为气化炉稳定长周期运行核心设备，通过对活塞杆断裂原因分析并提出有效解决方案，解决了预紧力不足引起的活塞杆断裂问题。

关键词：煤浆泵；活塞杆；断裂

中图分类号：TQ205 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）10-0131-01

1 概述

公司气化装置为兖矿集团自主知识产权的对置式四喷嘴加压气化炉，该气化炉工作压力为6.5MPa。气化炉的高压煤浆通过高压煤浆泵提供，高压煤浆泵作为气化炉运行的心脏，对气化炉的稳定长周期运行起着至关重要的作用。

2 机组运行基本情况

公司有六台高压煤浆泵在用，为德国菲鲁瓦（FELUWA）公司生产的双缸双作用软管隔膜往復泵，设备型号为：ZGL 300/250-2K180-4SM 460 HD，出口压力：93bar，流量：14-55m3/h，工作介质：煤浆，电机功率：250KW。该泵的主要结构由液力端和动力端组成。液力端由活塞、活塞杆、缸套、隔膜、隔膜室、进口阀、出口阀及推进液加注、排放机构组成；动力端由减速机、齿轮副、曲轴、连杆、十字头等部件组成，由电机通过减速机驱动。2012年3月投入运行以来运行工况良好，2016年9月一台高压煤浆泵出现电机电流突降，泵体打量异常，气化炉被迫退出一对烧嘴运行[1]。公司组织对故障高压煤浆泵进行拆检，发现泵的其中一根活塞杆在其和十字头连接处的夹紧环所处的位置发生断裂（见图1所示）。

3 原因分析与处理

通过对活塞杆带螺纹的端部处的照片显示约90%为疲劳断裂面，其余为被强制断裂。分析认为活塞杆的螺纹位置为活塞杆的危险点，断裂处明显地处在活塞杆和驱动装置的十字头之间连接位置的夹紧环处（见图2所示），活塞杆长期做往复运动，致使活塞杆螺纹连接部位预紧力不足，最终造成活塞杆材料出现疲劳断裂。同时，通过对机组运行趋势及机组振动、温度等主要参数分析，也排除了驱动端出现问题的可能[2]。

针对该情况，解决活塞杆断裂的问题即为解决提高螺纹连接部位预紧力的问题。经过与菲鲁瓦设计人员沟通，认为需对连接部位进行改造，更换新的带液压螺母连接装置的活塞杆（见图3所示）[3]。

经过改造，十字头上活塞杆的预张紧力能够保证在活塞向后动作时活塞杆上承受的力大大地小于液压螺母的预张紧力，并低于活塞杆的最大屈服强度，解决了预紧力不足的问题。

4 结语

高压煤浆泵作为气化装置运行的核心设备，一旦发生故障，直接导致气化炉停炉甚至系统停运，给企业造成较大安全生产隐患及经济损失，保持其稳定长周期运行具有重要意义。通过改造提高螺纹连接部位预紧力，解决了活塞杆断裂的问题，也为往复机组出现同类问题及时有效解决提供了借鉴意义。

参考文献

[1]曾亮洲.高压煤浆泵曲轴断裂分析[J].中国科技纵横，2013（13）：105-106.

[2]季思伟.浅析FELUWA高压煤浆泵常见故障[J].化工管理，2015（18）：128.

[3]胡金平，梁家勇，张忠厚.Feluwa高压煤浆泵的检修要点与改造[J].山东化工，2013，（11）：191-193.