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脱碳溶液泵问题分析与增量改造

1、前言

我车间脱碳系统采用热钾碱法脱除低变气中的CO₂为合成氨提供合格的氢氮混合气，同时为尿素生产提供纯度大于98%的CO₂气。其溶液循环主要靠溶液泵(脱碳大泵)提供。该泵系七十年代从日本引进，其技术参数见表1。

该泵性能良好，操作简单，运行平稳。特别是MVB2830B型配套电机，操作稳定，使用二十多年从来未进行过大修。

多年来，由于系统负荷低，正常生产所需工艺流量小于200m³/h，远远小于泵的设计能力480m³/h。为了降低电耗，于92年对其叶轮进行了外圆切割，达到使用效果。但自99年化肥“8.13”一期工程投产后，所需工艺流量增加到240m³/h。根据改造组核算，并将叶轮恢复为原先的大叶轮，基本满足了当时的生产要求。2001年，化肥“8.13”二期工程投产，所需工艺流量增加至280m³/h，此时问题突出地暴露出来，大泵流量已无法再增加，常压塔出现挡液现象，操作失去弹性，负荷难以增加，生产很不稳定。为了解决这一制约生产的瓶颈问题，车间与机动处组成了专门人员进行攻关。

2、问题查找

根据原始资料，泵设计流量为480m³/h，远远高于化肥“8.13”所需的280m³/h，可实际运行中为何只能达到240m³/h，分析认为有以下原因：

(1)经多年使用，泵蜗壳内壁冲刷腐蚀磨损，使其弧线偏离原设计值，间隙增加，回流器内的液体通过叶轮与泵壳间隙回流至叶轮入口，降低了出口流量，泵做了部分无用功。

(2)因多年来生产所需流量低，维修人员在检修时，有意加大了叶轮耐磨环与泵壳耐磨环处间隙。这一方面即可满足生产要求，又放宽了轴的直线度要求，放宽了泵轴与电机轴找正时的同轴度要求，方便了检修，还可延长耐磨环使用寿命。但却因此加大了回流量，所需流量增加时便不能满足要求。

(3)生产中泵入口温度偏高、压力偏低，也是造成流量低的一个原因。根据实践经验，入口温度每降低1e或入口压力每升高0.01MPa，流量可增加5~10m³/h。

(4)对于该泵流量偏低，我们认为一大原因是:该设备引进时无叶轮、轴等零部件图纸。早先的日本生产厂家已经停产。后来使用的叶轮是检修单位参照原有叶轮测绘配制的。叶片型线与原设计有误差，叶道截面比原先小，加上铸造叶轮内壁特别粗糙，这些都降低了泵的输送能力。

3、改进措施

(1)为了减少回流量，严格控制叶轮耐磨环与泵耐磨环之间隙在0.50~0.68mm，但同时要保证泵轴的刚度、直线度。经与加工厂进行了协商，要求严格按技术条件进行。如调质处理要到正规厂家做，并有书面报告。每次检修后，都要用百分表进行联轴器找正，控制公差小于0.05mm，确保泵轴与电机轴同心。

(2)生产中合理调配系统热量平衡，尽量降低入口碱液温度，*高不得超过108e。

(3)针对叶轮结构问题，通过机动处委托扬州联兴泵业有限公司专业人员重新核算设计，在不改变装配尺寸的前提下，分两步进行，**步先改进了叶片渐开线，改整体浇注式为焊接式，消除了铸造后内表面凹凸不平的缺陷。**步在强度核算允许范围内，适当减薄了叶片及前后盖板厚度，增大了入口处尺寸。各部位尺寸改变见表2。

4、改造效果

新叶轮投用后，运行平稳，流量明显增加。在对叶轮结构的**次改进后，流量由240m³/h增加为270m3/h，基本满足了生产要求。进行了**次改进后，流量提高至310m³/h，高于目前维持高负荷生产所需的280m³/h。在生产不稳定的情况下，便于工艺调节，增大了操作弹性。在生产上增大了吸收CO₂能力，消除了两塔拦液现象，消除了车间制约负荷提高的一大瓶颈，为化肥日产超400吨奠定了基础。

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