1、前言
我車間脫碳系統采用熱鉀堿法脫除低變氣中的CO2為合成氨提供合格的氫氮混合氣,同時為尿素生產提供純度大于98%的CO2氣。其溶液循環主要靠溶液泵(脫碳大泵)提供。該泵系七十年代從日本引進,其技術參數見表1。

該泵性能良好,操作簡單,運行平穩。特別是MVB2830B型配套電機,操作穩定,使用二十多年從來未進行過大修。
多年來,由于系統負荷低,正常生產所需工藝流量小于200m3/h,遠遠小于泵的設計能力480m3/h。為了降低電耗,于92年對其葉輪進行了外圓切割,達到使用效果。但自99年化肥“8.13”一期工程投產后,所需工藝流量增加到240m3/h。根據改造組核算,并將葉輪恢復為原先的大葉輪,基本滿足了當時的生產要求。2001年,化肥“8.13”二期工程投產,所需工藝流量增加至280m3/h,此時問題突出地暴露出來,大泵流量已無法再增加,常壓塔出現擋液現象,操作失去彈性,負荷難以增加,生產很不穩定。為了解決這一制約生產的瓶頸問題,車間與機動處組成了專門人員進行攻關。
2、問題查找
根據原始資料,泵設計流量為480m3/h,遠遠高于化肥“8.13”所需的280m3/h,可實際運行中為何只能達到240m3/h,分析認為有以下原因:
(1)經多年使用,泵蝸殼內壁沖刷腐蝕磨損,使其弧線偏離原設計值,間隙增加,回流器內的液體通過葉輪與泵殼間隙回流至葉輪入口,降低了出口流量,泵做了部分無用功。
(2)因多年來生產所需流量低,維修人員在檢修時,有意加大了葉輪耐磨環與泵殼耐磨環處間隙。這一方面即可滿足生產要求,又放寬了軸的直線度要求,放寬了泵軸與電機軸找正時的同軸度要求,方便了檢修,還可延長耐磨環使用壽命。但卻因此加大了回流量,所需流量增加時便不能滿足要求。
(3)生產中泵入口溫度偏高、壓力偏低,也是造成流量低的一個原因。根據實踐經驗,入口溫度每降低1e或入口壓力每升高0.01MPa,流量可增加5~10m3/h。
(4)對于該泵流量偏低,我們認為一大原因是:該設備引進時無葉輪、軸等零部件圖紙。早先的日本生產廠家已經停產。后來使用的葉輪是檢修單位參照原有葉輪測繪配制的。葉片型線與原設計有誤差,葉道截面比原先小,加上鑄造葉輪內壁特別粗糙,這些都降低了泵的輸送能力。
3、改進措施
(1)為了減少回流量,嚴格控制葉輪耐磨環與泵耐磨環之間隙在0.50~0.68mm,但同時要保證泵軸的剛度、直線度。經與加工廠進行了協商,要求嚴格按技術條件進行。如調質處理要到正規廠家做,并有書面報告。每次檢修后,都要用百分表進行聯軸器找正,控制公差小于0.05mm,確保泵軸與電機軸同心。
(2)生產中合理調配系統熱量平衡,盡量降低入口堿液溫度,*高不得超過108e。
(3)針對葉輪結構問題,通過機動處委托揚州聯興泵業有限公司專業人員重新核算設計,在不改變裝配尺寸的前提下,分兩步進行,**步先改進了葉片漸開線,改整體澆注式為焊接式,消除了鑄造后內表面凹凸不平的缺陷。**步在強度核算允許范圍內,適當減薄了葉片及前后蓋板厚度,增大了入口處尺寸。各部位尺寸改變見表2。
4、改造效果
新葉輪投用后,運行平穩,流量明顯增加。在對葉輪結構的**次改進后,流量由240m3/h增加為270m3/h,基本滿足了生產要求。進行了**次改進后,流量提高至310m3/h,高于目前維持高負荷生產所需的280m3/h。在生產不穩定的情況下,便于工藝調節,增大了操作彈性。在生產上增大了吸收CO2能力,消除了兩塔攔液現象,消除了車間制約負荷提高的一大瓶頸,為化肥日產超400噸奠定了基礎。