尿素甲铵泵组合阀改造小结

彭元波

（兖矿鲁南化工有限公司新型肥料事业部，山东滕州 277500）

尿素甲铵泵组合阀改造小结

彭元波

（兖矿鲁南化工有限公司新型肥料事业部，山东滕州 277500）

通过对甲铵泵组合阀运行常见故障分析，如阀芯及阀体密封面易冲刷腐蚀、阀体易裂、阀芯卡死等，制定对应优化改造方案，经实施验证后效果较明显。

甲铵泵；组合阀；进排液阀；阀芯；导向装置；固溶处理

1 背景

兖矿鲁南化工有限公司尿素Ⅲ装置，年产40万 t尿素，2007年投产，配套甲铵泵3台，2开1备，该泵是尿素生产的主要设备，用于输送尿素生产过程中所需的高压氨基甲酸铵溶液，它的运行周期长短，直接影响尿素的系统稳定。

2 设备简介

甲铵泵型号 3JA-14.7/15-TB，流量 7.4～14.7m3/h。该泵是卧式三缸单作用柱塞式往复泵。主机主要为液力端及动力端两部分，另外配有一台电动机，一台 ZLYS 减速机，一台齿轮油泵，油压报警联锁及油润滑系统，以保证设备安全运行。泵设计成连续运转型，由电动机通过变频器调速带动齿轮减速器使泵的流量可在1∶2范围里进行无极调速。

名称 单位 参数工作介质 氨基甲酸铵溶液介质温度 ℃ 74进口压力 MPa 0.39出口压力 MPa 15柱塞行程 mm 150柱塞直径 mm 92往复次数 次 /min 45～90配套电机型号 YBPT280M-4配套电机功率 kW 90配套电机转速 r/min 1 480

3 原因分析

1）排液阀阀芯与阀体的密封面冲刷损坏比较严重，主要因为阀体、阀芯密封面硬度差，高压、高速的强腐蚀性甲铵液冲刷腐蚀作用下，易产生敲击痕迹和泄漏。

选取现场A#甲铵泵三缸组合阀阀体和阀板密封面进行硬度（HRC）测量结果如下：

名称 进液阀板 进液阀座 排液阀板 排液阀座南缸 30 31 30 30中缸 30 30 30 30北缸 30 30 30 31

2）阀芯密封面与阀体密封面接触不正，密封面边缘偏差在2mm左右，导致阀头易碎裂，辅助导向定位弹簧易断裂。

3）组合阀阀体易出现裂纹。主要原因阀体上开孔数量较多，分布不合理，造成阀体强度不够。

4）频繁倒泵，也会造成填料、密封件失效，失效后卡在进排液阀密封面处，易造成组合阀内漏，长时间内漏又加速阀芯、阀座密封面冲刷损坏。

5）缸头尼龙垫易冷流变形，造成泵端压盖泄漏，采取在线紧固螺栓又造成尼龙垫加剧变形。

4 改造内容

1）阀芯、阀座密封面原始设计为奥氏体不锈钢加工后经过热处理，硬度提高不明显，无法满足频繁启闭要求。所以采用对阀芯和阀座密封面堆焊司太立合金，司太立合金（Stellite）是一种能耐各种类型磨损和腐蚀以及高温氧化的硬质合金，然后机加工密封面高1.5mm，做固溶处理后，配对用1800目研磨砂研磨密封面研磨，并控制密封面表面粗糙度小于0.4。该方法处理后的密封面硬度可达 HRC38-40，大大提高抗冲刷及敲击性。

名称 进液阀板 进液阀座 排液阀板 排液阀座南缸 38 39 38 40中缸 39 38 38 39北缸 38 38 39 38

2）增加排液阀阀芯前端导向装置，导向装置的导向爪呈120°均布，与90°夹角均布相比，在运行时卡爪无对应力，防止发有运行时发生卡阀头现象的发生。阀体与阀芯导向面表面粗糙度控制在小于1.6，导向爪外径与阀体流到内径间隙在 0.08-0.12mm，提高导向精度，保证排液阀阀芯密封面与阀体密封面接触位置正确。

3）将排液阀头后端，弹簧辅助导向定位，改为内定位。排液升程限位台长度缩短，将排液阀阀芯升程限位开启高度由7mm 提高12mm，延长排液阀阀芯与阀座密封面闭合时间，从而保证甲铵泵的流量不变。

4）流道底部增加组合阀拆装螺纹，制作专用工具，提高检修工作效率。

5）由于尼龙垫易产生冷流、老化脆断，将组合阀与缸和缸盖之间密封垫改为聚醚醚酮材质，该材质具有优异的力学性能及耐热和耐化学性能，抗冷流性极好，包装了在75℃甲铵液温度下长时间使用。

5 效果分析

甲铵泵组合阀改造后，特别是排液阀芯增前端增加三爪导向装置，为阀芯提供了良好的导向性，足够的导向长度和适当的导向间隙，使阀芯运行受力均匀且减少阻力，进而保证了阀芯的长周期运行，运行周期由原来一个月提高至六个月，大大减少了检维修工作量和费用。经统计，三台甲铵泵每年可节省组合阀9套，合计约6.2万元。鉴于改造获得了很好的实际效果，甲铵泵组合阀的改造为设计、制作和生产使用起到了很好的指导作用。

[1] 胡忆沩 .化工设备与机器 [M].北京 ：化学工业出版社，2010.

[2] 王运炎，朱莉 .机械工程材料 [M].北京 ：机械工业出版社，2008.

[3] 任晓善 .化工机械维修手册 [M].北京 ：化学工业出版社，2004.

Brief Summary of Modification of Urea Ammonia Pump Combination Valve

Peng Yuan-bo

Through the analysis of the common faults of ammonia pump combination valve for operation，such as the spool and the sealing surface of the valve body，the valve body is easy to erosion is easy to crack and spool stuck，making the corresponding optimization scheme，after the implementation of verif i cation after the effect is obvious.

ammonia pump ；combination valve ；intake and discharge valve ；spool；guide device ；solid solution treatment

TQ441.41

：B

：1003–6490（2017）07–0004–01

2017–05–18

彭元波（1990—），男，山东滕州人，助理工程师，主要研究方向为化工机械。