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【摘 要】通过对氧化铝沉降溢流泵解体检修,对在检修过程中遇到的叶轮拆卸困难和机封更换频繁的问题从所使用的现场工况条件和结构进行分析,并提出改进意见
【关 键 词 】离心泵；叶轮；机械密封；原因分析；对策
1.前言
氧化铝沉降车间共有二十四台溢流泵,自投产以来,其机封更换较为频繁.在检修过程中发现其叶轮极其难拆,无形中增加了检修工作量,降低了检修效率.其中有八台溢流泵为一洗溢流泵,在氧化铝工艺中极为重要.为能使氧化铝生产顺利安全的生产,提高机封的使用寿命,减少更换频率,降低其叶轮拆卸时间有着重要的意义.
2.现状
溢流泵机封更换很频繁,一台泵的机封周期为15天,该泵在实际运行中,机械密封使用寿命短,在拆泵检修机封时由于输送浆体结晶析出造成渣浆泵零部件结疤而拆卸困难,强行拆装导致损坏泵零部件.因机械密封的损坏拆检泵造成了车间维修频率上升,而叶轮的拆卸困难增加了维修费用和产品成本,影响了泵的稳定运行.所以有时将会影响到生产,为了解决泵在检修过程中出现的问题,对泵进行分析,找出问题的所在.
3.原因分析
3.1 运行工况分析
该泵泵是四川新达泵厂生产的,是悬挂式离心泵,工作部位的是由锁帽、叶轮、轴套组成,叶轮靠锁帽、轴套、键来定位和传动,靠锁帽锁紧在轴上,然后靠键来传动,轴套、叶轮和轴都是间隙配合,有一定的间隙,是靠锁帽紧固在轴上,这样就有利于泵的拆装,应该很轻松就可以装配进去,但实际情况恰恰相反,但在拆卸的时,泵的叶轮很难拆卸,需要用千斤顶焊接一个架子进行拉拔,由于叶轮比较薄,强度不够,位置有限,很难拔不下来,经常发生了拉崩叶轮的现像,修一台泵经常需要加班4个多小时,其中主要是拆卸叶轮遇到的困难占了很大一部分时间,但我们在拆同种结构的泵时,像溶出的冷凝水泵等都很容易拆下来,那么这两者的最大区别就是在与所输送的介质不一样,冷凝水泵输送的是水,而溢流泵输送的是料浆,强碱pH值达12以上,温度高达100多度,介质含有固体颗粒,具有一定的磨损性,料浆容易结疤；料浆很容易结疤,浓度高,颗粒多,腐蚀性强.这可能是由于输送介质引起的原因.
3.2 结构分析
在同样的介质条件下,溶出后槽的稀释泵和出料泵的介质跟溢流泵的介质是完全一样的,但是在我们检修拆卸的时候很少碰到这种问题,但这两种泵的结构有些不一样,就是叶轮的固定方式不一样,出料泵叶轮是直接通过螺纹来装配在轴上的,当电机启动时,由于料浆对叶轮有阻力,所以轴转动时,叶轮会对轴有个相对运动的趋势,这样叶轮会越转越紧,最终会紧紧的抱死在轴上,如果阻力太大的话还会造成叶轮与轴形成硬配合,这样叶轮就更加难拆,但实际情况是,当拆卸叶轮的时候,并没有出现很困难的情况.对此对两种泵的结构进行对比.
我们对其叶轮轴套部位的结构进行分析,在溶出出料泵的叶轮跟轴套之间都有一o型圈,接触面有个密封点进行密封,防止高浓度和高温度的料浆进入形成结疤,造成拆卸的困难,填满轴套、叶轮跟轴之间的间隙,造成间隙配合,增大了拆卸时的阻力,造成拆卸困难,而溢流泵在轴套、叶轮、锁帽接触面之间没有密封点,这就形成了流道,入图料浆可以从这些流道进入到轴套、叶轮跟轴之间的间隙,形成结疤,最终造成拆卸的困难,离心泵的工作原理是当原动机带动泵轴和叶轮旋转时,液体一方面随叶轮作圆周运动,一方面在离心力的作用下自叶轮中心向外周抛出,液体从叶轮获得了压力能和速度能.当液体流经蜗壳到排液口时,部分速度能将转变为静压力能.在液体自叶轮抛出时,叶轮中心部分造成低压区,与吸入液面的压力形成压力差,于是液体不断地被吸入,并以一定的压力排出.叶轮靠离心力把料浆甩到蜗壳流道,料浆由于离心力的作用,聚集在蜗壳流道,动能形成静压能,把料浆往出口方向送,进口部分形成了真空低压区,吸引料浆进入,而由于整个蜗壳中的料浆都有很大的静压叶轮后端也填满了料浆.在氧化铝厂强碱、高温、高压、磨蚀环境下长时间运行,液体从轴套、护板和涡壳密封连接处渗入,碱液氢氧化铝析出晶体结疤,造成泵拆装困难.
4.改进方法
找到了问题的关键所在,通过分析论证后,就试图对其结构进行改进,问题的关键是在于防止料浆通过接触面进入到轴套、叶轮跟轴的间隙,所以只要我们在这几个接触面之间增加密封点,车槽然后放o型圈如图,就可以达到密封效果,这样轴套、叶轮和轴就是间隙配合,拆卸时应该很容易,通过考虑轴套和锁帽的强度要求和加工可行性,于是就在一台上试装了加工过的轴套和锁帽,装配良好,运行的时候也正常.
到了下一次换机封的时候,拆卸叶轮时,果然轻松了很多,能达到密封效果,里面很少出现结疤,大大减少了拆卸时间,提高了效率,说明改造还是成功的,于是对后面的进行了改造,也达到了同样的效果.