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HZW760型循环泵的应用与改造措施
彭璟 张涛
瓮福（集团）有限责任公司瓮福磷肥厂磷酸分厂 贵州福泉550501
·磷肥与复肥2010生第25卷第4期
文章摘要: 磷酸浓缩系统的HZW760轴流循环泵运行一段时间后，叶轮松动，填料密封漏酸，分析其密封故障原因。通过对泵轴、轴材料改进和改用机械密封，达到了泵的平稳运行，无泄漏，使用寿命延长。
文章关键词: 磷酸浓缩 HZ760轴流循环泵 填料密封 机械密封 轴材料
瓮福磷肥厂的两套磷酸装置均采用强制循环真空蒸发浓缩，其浓缩生产能力已超过600kt／a的 P2O5设计值。HZ760型循环泵是磷酸浓缩系统的主要设备之一。笔者针对该泵在使用中存在的问题，对其技改情况介绍如下。
1 HZ760型循环泵的使用现状
1. 1 循环泵的原设计状况
HZ760型循环泵是单级悬臂式结构的低扬程、大流量轴流循环泵，其流量6800m3／h，扬程5 m。其结构如图1。该泵的密封形式是双重填料密封，即有两个填料腔。叶轮是靠两颗M16螺栓2预紧力将叶轮背帽1锁紧。该设备填料8常用油浸石棉材料，具有以下特点：在压紧力作用下，能产生一定的径向力，并与轴套紧密接触；有足够的化学稳定性，不污染介质，不被介质泡胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面；自润滑性能良好，耐磨；轴存在少量偏.
安全监管程序多，投资大，不宜选用；内部盘管加热是常压设备，制作简单，初期热效率高，投资少，但缺点是内部加热盘管(材料304)易结垢，再加上检修清理麻烦，也不宜选用；外壁盘管加热方式的加热盘管选用普通碳钢，安装在外部，不影响内部清理检修，并且投资少，尽管加热盘管焊接加工稍费工费时，但选择图3反应器更合理，故设计宜采用外壁盘管加热方式。3小结外壁盘管加热方式反应器投资不大，热效率高，在化工生产企业得到广泛使用，值得推广。其他类似加热设备也可选用同样的加热方式。
1一叶轮背帽；2-M16螺栓；3-叶轮；4-0型密封圈；5一护轴套；6-轴；7-O型密封圈；8一填料；9一轴套
图1HZ760型循环泵原设计密封结构图
浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面；自润滑性能良好，耐磨；轴存在少量偏移时，填料有足够的浮动弹性；制造简单，安装方便。泵轴6原材质为316L，价格便宜，但耐腐蚀性能较差，所以设计该泵时，在叶轮3及轴承之间采用安装耐腐蚀的护轴套5(CD4Meu材质)、轴套9及挡酸环(图中未显示)保护，其问用0型橡胶密封圈4、7密封。1．2循环泵运行中常见故障HZ760型循环泵于2003年3月投用。2006年初，由于0型橡胶密封圈在检修及运行中出现扁平、磨损，并在85～88℃操作温度下受热硬化和氧化，难以保证设备的良好密封性，常出现螺栓松动或腐蚀，造成叶轮松动；0型橡胶密封圈密封失效而漏酸，并通过轴与轴套、护轴套之问的间隙泄漏至轴承箱，导致轴承腐蚀损坏。泵运行中由于填料与轴套直接接触，且相对转动，造成填料与轴套磨损，为了使填料与轴套间产生的摩擦热及时散掉，填料密封须保持一定量的泄漏，但不易控制。随着填料处的泄漏量不断增加，加速了填料与轴套的磨损，调整压盖和更换填料的工作也逐渐频繁，有时甚至需要更换轴套，降低了系统的设备运行率。另外，填料与轴套间摩擦，造成电机有效功率降低，消耗电能。
2、循环泵的技改措施
2．1轴的改造
1)将叶轮背帽(见图1中1)改为封闭式内螺纹背帽(见图2)，取消螺栓固定方式，将泵轴的背帽旋入段加工为M80×3mm的正旋螺纹(泵的转向为顺时针方向)，取消护轴套(见图1中5)。改造后明显减少了密封泄漏点，解决了因叶轮松动造成密封失效。
1一叶轮背帽；2-0型密封圈；3一叶轮；4一轴图
2叶轮背帽改造后结构图
2)轴的材质原设计为316L不锈钢，取消护轴套后，由于该材质在85～88qC的磷酸介质中耐腐蚀性能较差，于是选择了比316L不锈钢耐腐蚀性能好、价格相差不大的2205材质，运行至今，泵轴表面光洁度没有明显的变化，也就是说，泵轴没有明显的晶间腐蚀，现运行效果良好。
2．2密封形式改造
将原来的双重填料密封改为双端面机械密封(见图3)。它的特点是动环3、5分别与静环2、6端面相对滑动，摩擦及磨损集中在密封面上，对轴没有丝毫损伤。密封环若有磨损，在弹簧4作用下仍能保持密合，有自动补偿作用。这种密封陛能可靠，使用寿命长，摩擦功耗小；但不足之处是结构复杂，制造困难，成本高。
1一轴；2-静环1；3-动环1；4-弹簧；5-动环2；6一静环2；7一轴套
图3机械密封结构图
3改造效果
HZ760型循环泵经过改造后运行稳定，平均使用寿命延长，达10个月以上，提高了设备的运行率，减少了蒸汽、水和电的消耗，降低了维修生产成本，提升了产能，带来了经济效益。
[参考文献J
[1]成大先．润滑与密封[M]／／机械设计手册．北京：化学工业出版社，2004．
[2]杨黎明．机械原理与机械零件[M]．北京：高等教育出版社，1982．
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