浆液循环泵检修
一、浆液循环泵的作用
浆液循环泵的作用是把吸收塔反应罐内浆液连续地升压向塔内喷淋层提供喷淋浆液，提供喷嘴雾化能效，把浆液喷淋区内形成较强的雾滴环境，液滴与逆流而上升的烟气充分接触吸收SO₂气体，从而保证适当的液/气比(L/G)，以可靠地脱除烟气中的SO₂。浆液循环泵的工作原理是通过叶轮高速旋转时产生的离心力使流体获得能量，即流体通过叶轮后，压能和动能都能得到提高，从而能够被输送到高处或远处。同时在泵的入口形成负压，使流体能够被不断吸入。脱硫浆液循环泵的要求是：(1)被输送介质的温度一般不超过110℃，橡胶内衬的双壳泵不超过65℃。(2)轴承选用滚动轴承，并采用油润滑，其工作温度不应超过85℃，温升不应超过55℃。(3)原动机应根据泵运行工况的最大轴功率选择，原动机的功率不小于1.05倍的泵最大轴功率。(4)泵的轴封应采用机械密封。(5)泵过流部件在材料选择上应考虑输送浆液的腐蚀性和磨蚀性。(6)装配好的转子部件，轴或轴套外圆表面的径向圆跳动不应大于规定值。(7)装配完成后，轴向允许调整量不小于3mm。(8)泵贮存期间，每隔一周需转动所有转动轴5/4圈。
二、浆液循环泵的分类及特点
(一)浆液循环泵的分类根据防腐工艺的不同，浆液循环泵分为衬胶泵和防腐金属泵两种。1.衬胶泵(1)结构。通常为单级、悬臂、单吸式离心泵，双泵壳带橡胶衬里，垂直中开的球铁泵壳，由螺栓将其左右两半连接，同时也将管路与进出口连接。在进出口处采用调节伸缩式接头，以减轻管路供给泵进出口的压力。采用后拆式结构，可以在不拆卸进出口管的前提下完成对叶轮、机械密封、轴承等零部件的检修与更换。
(2)橡胶村里。橡胶是烟气脱硫用泵的理想材料，因为它具有良好的耐磨、耐腐蚀性，还能有效地减轻水力冲击引起的噪声。橡胶衬里泵的每一半泵壳均衬有易于更换的、内装螺栓的、组合式的橡胶衬里。橡胶衬里泵比金属内衬式泵便宜、轻便，因此可以降低成本，且在维修时易于搬运。烟气脱硫工艺浆液中各种化学物对橡胶一般不起作用，而对金属衬里和所有的金属泵而言，均有一定的腐蚀破坏作用。(3)金属叶轮和前护板。叶轮通过螺纹与轴连接，螺纹方向与泵转向相反，从而使其在运转时始终紧固在轴上，这一上紧力形成了一种压力，从叶轮经轴套传到轴承端盖上。对于叶轮直径大于26m的泵，若已知所产生的扭矩大小，较好的办法是装置“拆卸环”。这种“拆卸环”是一种可以调节的装置，可以用来释放上述压力，便于叶轮的拆卸。目前，叶轮和前护板大多数采用金属材料制成，原因是吸收塔内壁剥落的结垢碎片及其他异物容易划破橡胶叶轮，而采用金属护板则是防止在气蚀状态下对橡胶的破坏。金属材料的优越性是可以通过叶轮和前护板几何形状的改变，进行泵水力效率的最优化设计。通常情况下，尽量采用较大直径的叶轮，目的是使泵的转速最低，从而提高使用寿命，降低由于气蚀而引起的损坏。通常金属叶轮的材料采用双相不锈钢(CD-4MCu)或者高铬马氏体白口铸铁(A49)，后者的铬含量为27%～28%，材料的化学成分中含有2%的碳，其作用是提高对于pH值大于3、氯化物含量大于或等于75000mg/kg的浆液的耐腐蚀性。耐磨性与金属材料的硬度有关，而耐腐蚀性则取决于冶炼手段。双相不锈钢可以适用于pH值范围较宽、氯化物含量不同的杂质，其热处理后的最大硬度可达325～340BHN，而A49的硬度可达450～600BHN，这主要取决于它的含碳量和热处理技术。实际中往往优先选用白口铸铁，因为其成本低于双相不锈钢，且耐磨性能远优于双相不锈钢，添加少量其他合金元素或增加铬含量，并采用最新热处理技术，可大大提高白口铸铁的耐腐蚀性能。
(4)机械密封。目前，脱硫系统大多采用集装式双端面机械密封，由双动静环构成两级双端面密封。双端面机械密封原理是靠垂直于旋转轴线的端面(摩擦副)在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。双端面机械密封有两道端面密封，若一级密封失效，二级密封仍然可密封，防止泄露。工作时，在流体压力（介质压力）和弹性元件的弹力双重作用下，在密封环的端面上产生一个适当的压紧力，使两个动静环端面相互紧密贴合，并在两端面间极小的间隙中维持一层极薄的液膜，从而达到密封的目的。一般双端面密封都需要外供密封液(一般为工艺水)系统，向密封腔内引入密封液进行堵封、润滑和冷却，且多为循环冷却使用。密封液不仅可以冲洗摩擦副，改善机械密封工作环境，还可以作为一级密封面是否失效的重要检测手段。
(5)轴承组件。循环泵采用重型轴和轴承组件，安装于筒式托架中。采用圆柱滚子轴承以承受水力径向力和叶轮的重量，双列圆锥滚子轴承用于承受水力推力。根据轴承的尺寸和寿命要求，以最大限度地减少因热不均匀而引起的轴偏移来布置这些轴承，以求最佳设计效果。通常循环泵轴承的设计寿命为100000h。2.防腐金属泵防腐金属泵的结构与普通泥浆泵相同，只是介质接触部分的选材不同。下面为一股选材：泵壳材质2605N，叶轮材质Cr30A，机械密封动静环材料为SiC，颈套、轴水套采用全合金，轴为45号钢，其造价比衬胶泵高10%~30%。3.减速机及电动机部分下图所示为脱硫浆液循环泵连接传动方式。每台吸收塔的浆液循环泵流量相同、压头不同。为此，一般采取改变叶轮大小的方式实现，也可在泵头相同的情况下，通过减速机改变转速的方式实现，或者采用变频电动机实现。通过改变叶轮大小来改变压头的方法，无法使泵体及叶轮的互换性问题得到解决，作为易损部件的叶轮等备品量大。由于减速机不易损坏，即使故障也容易修复。所以，吸收塔的浆液循环泵被设计成相同的，然后通过选择不同速比的减速机来改变传递转速，进而达到产生不同压头的要求。一般每套烟气脱硫浆液循环泵只备一套备品就能满足运行维护的要求。
浆液循环泵各连接方式特点是：(1)直连驱动的特点：直联驱动无减速机，无须配置减速机冷却用的进出口管道，整装后的长度和宽度较小，需使用10、12、14、16极电动机，通常价格非常昂贵。另外要求三种不同的叶轮直径，会延长制造周期，切削叶轮会使泵效率下降，NPSHr增加，叶轮直径减少，磨损寿命减小，直联驱动针对不同的扬程叶轮是一样的，不具备互换性。
(2)减速机驱动的特点：泵的转速不同，效率也不同，使用减速机方案效率高一些，能将工作点调整到泵的高效区，效率提高，但初期投资增加一个齿轮箱。减少叶轮的备用，增加耐磨损的寿命，仅需选用4极电动机，其交货周期短。运行费用较高，因为减速机的用油要求严格。不同的扬程泵叶轮完全一样，具有互换性。
(二)浆液循环泵的特点(1)泵头防腐耐磨。由于泵送的浆体含有10%～20%石灰石、石膏和灰粒，pH值为4～6的腐蚀性介质，所以对泵的要求非常苛刻，选用的材料要求耐磨耐腐蚀，并且至少适应高达20000mg/L的Cl=浓度。理论上，氯化物的含量可能达到80000mg/L，在某些情况下会更高些。如此高含量的氯化物在pH值较低的介质环境中会导致金属合金的严重腐蚀和点蚀，当要求取消或极少量引入填料水时，这种情况会进一步恶化。当要求减少或取消填料水时，必须采用可靠的机械密封，这又要求泵厂家必须为这种密封提供相应的安装使用条件，比如稳定的压力、流动条件、最小的轴偏差和振动。(2)低压头、大流量。在目前的制造能力下，浆液循环泵的流量已达到10000m³/h，扬程为16～30m，还要适应停机及非高峰供电情况下的非正常运行的要求。泵的水力性能必须充分有效，其“流量-扬程特性”必须适应并联运行。尽管泵的进口压力较高，通常为10～15m水柱（1mH₂O=9806.65Pa），可以充分地满足泵必需的气蚀裕量的要求，但是为保证石灰石浆液完全被氧化成硫酸盐，还必须考虑到部分空气或氧气可能引入循环泵内，当夹杂在浆体中的空气超过3%(体积百分比)时，就会降低泵的流量-扬程特性。在室温下饱含空气的水，其有效汽化压力高于正常水的汽化压力，所以会影响泵的气蚀裕量。有时从吸收塔壁面上结垢落下来的石膏碎片，会严重损坏泵的衬里或者堵塞泵的吸入管路，干扰泵内浆体的流动，并降低装置气蚀裕量。(3)性能可靠、连续运行。泵必须经久耐用，能在规定的工况条件下每天24h连续运转，并能至少连续无故障运行24000h。轴和轴承组件的尺寸必须足够大，以适应工况变化的要求，并能有效防护、防止浆体或其他杂质侵入。因为在目前采用的泵送系统中很少有备用泵，所以在循环泵选型时，可靠性是关键因素。另外，如果泵需要维修时，泵的结构设计必须保证易于拆卸和重新装配。
三、浆液循环泵的结构
DT系列大型脱硫循环泵的泵壳(蜗壳)为单层壳体结构，如图所示。叶轮与轴采用螺纹联结，轴封采用机械密封。悬架部分采用稀油润滑形式。过流部件叶轮、蜗壳、后护板、入口短管均采用自行研制的抗磨耐腐高铬合金材料制造。浆液循环泵通常由电动机、减速箱(或联轴器)以及泵本体三大部分组成。细分可包括泵壳、叶轮、轴、导轴承、出口弯头、底板、进口、密封盒、轴封、基础框架、地脚螺栓、机械密封和所有的管道、阀门、就地仪表及电动机。
(1)叶轮(图8)。前盖板叶片的设计，可防止大的颗粒进入叶轮与入口短管间的间隙中；后盖板背叶片的设计，可减小轴向力，阻挡大颗粒进入机械密封的腔体；叶轮上排气孔的设计，可以使机械密封的腔体内介质形成流动，带走气体，防止机械密封干摩擦。(2)蜗壳(图6)。蜗壳壁厚能够承受足够的压力和磨损。(3)后护板(图9)。后护板通过螺栓固定在悬架上，便于拆装；装单端面机械密封的后护板设计成锥形口，便于浆液及时从机械密封室中排出，防止泵停车后长时间不用，浆液附着在机械密封上进而损坏机械密封。(4)进口短管(图7)。进口短管具有很强的抗磨损能力，以保证流道长时间的平滑和完整。(5)轴承体组件(图3、4)。它由两部分组成，即悬架和轴承体。轴承体可通过压紧螺栓及调整螺栓调节，在悬架内水平移动。其主要优点是：轴承体可在悬架内移动，调整间隙方便；合理的油室设计，可降低润滑油用量，散热效果好，轴承使用寿命长。(6)支架(图11)。支架拆卸时，较低部分保留在底座上，便于拆卸，位置准确。(7)机械密封(图5)。按照有无冲洗水可分为无冲洗水机械密封和有冲洗水机械密封；按照密封副的数量又可分为单端面机械密封和双端面机械密封；按照机械密封组装方式可分为散装式机械密封和集装式机械密封。目前，大多数脱硫系统采用的是带有冲洗水的集装式双端面机械密封。
双端面机械密封动静环材料均采用SiC。在泵启动前，须先接通冲洗水；停泵3～5min后方可关闭冲洗水。冲洗水的作用：一是封堵和平衡泵内浆体的压力，二是冷却机械密封部件。
四、浆液循环泵的调整
泵在安装找正后应进行检查与调整。1.泵的前间隙调整为保证泵的高效运行，使用一定时期后，在运行条件不变的情况下，泵的流量及效率下降，电流有较大变化时，必须定期对脱硫循环泵的前间隙进行调整，如图所示。
泵的前间隙调整的具体步骤如下：(1)装单端面机械密封的泵，将机械密封集装板旋入集装槽并固定，松开机械密封轴套与泵轴套锁紧螺栓(两个法兰盘连接螺栓)。(2)松开压紧螺栓。(3)松开调整螺栓上的电动机侧螺母。(4)均匀拧紧调整螺栓上的中间压紧螺母，使转子向泵头方向移动，边拧紧边盘车，直到盘不动为止。注意盘车的方向应按泵的工作转向。(5)用深度尺测量后轴承压盖端面与悬架端面的间隙L=α；此时，叶轮与入口短管的法向间隙δ=0。(6)松开调整螺栓上的中间压紧螺母。(7)均匀拧紧调整螺栓上的电动机侧螺母，使转子向电动机方向移动，用深度尺检查间隙L，直到L=a+b为止(b值见下表，此时法向间隙δ=0.9～1.0mm)，注意间隙应均匀一致。(8)拧紧调整螺栓上的中间压紧螺母、悬架盖压紧螺栓，使转子的轴向位置完全固定。(9)拧紧机械密封两轴套锁紧螺栓，集装板旋出集装槽固定。2.电动机转向的确认电动机的转向应确保泵的转向与规定方向一致，不得反向旋转，否则会损坏其他部件。电动机转向调整时，应在与泵完全脱开的状态下进行(即不上联轴器的中间节部分)，在确认电动机转向符合要求后方能安装中间节部分，绝不允许盲目启动电动机。3.传动装置调整采用弹性套柱销联轴器传动的，应上好柱销及防护罩；采用膜片联轴器传动的，应上好中间节部分及防护罩；采用减速机传动的，应按减速机使用说明书的要求调整好。
五、浆液循环泵的常见故障
浆液循环泵的常见故障及处理方法见表。序号故障现象故障原因处理方法1泵不出水，压 力表显示有压力出水管路阻力太大检查调整出水管路叶轮堵塞清理叶轮转速不够提高泵转速2泵不转蜗壳内被固硬沉积物堵塞清除堵塞物3流量不足叶轮或进出水管路阻塞清洗叶轮或管路叶轮磨损严重更换叶轮转速低于规定值调整转速泵的安装不合理或进水管路接头漏气重新安装或堵塞漏气输送高度过高，管内阻力损失过大降低输送高度或减小阻力进水阀开得过小适当开大阀门泵的选型不合理重新选型4电动机超载泵扬程大于工况需要扬程，运行工况点向大流量偏移切割叶轮或降低转速5泵内部声音反常，泵不出水吸入管阻力过大清理吸入管路及闸阀吸入口有空气进入堵塞漏气处所抽送液体温度过高降低液体温度6泵振动叶轮单叶道堵塞清理叶轮泵轴与电动机轴不同心重新找正紧固件或地基松动拧紧螺栓，加固地基7轴承发热润滑不好按说明书调整油量润滑油不清洁清洗轴承，换油推力轴承方向不对针对进口压力情况，应将推力轴承调方向轴承有问题更换轴承8机械密封泄漏摩擦副损坏更换机械密封9泵漏油油位太高降低油位胶件失效更换胶件装配有问题调整装配10泵头漏水胶件没有压好重新装配或压紧
六、泵的维护保养
(1)保持设备清洁、干燥、无油污、不泄漏。(2)每日检点轴承体内油位是否合适，正确的油位在油位线位置附近，不得超过±2mm。(3)经常检点泵运行是否有声音异常、振动及泄漏情况，发现问题及时处理。(4)泵内严禁进入金属物体和超过泵允许通过的大块固体，且严禁放入胶皮、棉丝、塑料布之类的柔性物质，以免破坏过流部件及堵塞叶轮流道，使泵不能正常工作。(5)严禁泵在抽空状态下运行，因泵在抽空状态下运行不但振动剧烈，还会影响泵的寿命，损坏机械密封，一定要特别注意。(6)为保证泵的高效运行(泵在使用一个时期后，在运行条件不变的情况下，电流有较大变化时)，必须定期调整前间隙，该间隙一般出厂前已调好。若发现此间隙不符合要求，应进行调整；运转中发现问题也应停机调整。(7)经常检测轴承温度，最高不得超过75℃，对于SKF轴承最高温度不得超过120℃。(8)泵开始连续运行800h后应彻底更换润滑油一次，以后每半年换一次润滑油。(9)脱硫循环泵的轴承体内在开泵前按游标线位置加N32(冬季)或N46(夏季)机械润滑油。(10)备用泵应每周转动1/4圈，以使轴均匀地承受静载荷及外部振动。(11)若停机时间较长，再次启动前应使用反冲水冲洗泵内沉积物。(12)经常检查进出水管路系统支撑机构松动情况，确保支撑牢靠，泵体不应承受管道及附件压力。(13)经常检查泵在基础上的紧固情况，连接应牢固可靠。(14)装有冲洗水的机械密封的泵，在开泵之前应先开冲洗水，然后再开泵；停泵3～5min后方可关闭冲洗水。
七、泵的装配与拆检
(一)泵的装配1. 轴承组件的安装
脱硫浆液循环泵的轴承组件如图所示，轴承组件的安装步骤如下：(1)对于后轴承装圆柱滚子轴承和深沟球轴承的泵，将后轴承5内圈、4内半圈和前轴承7的内圈装在轴上(热装)；对于后轴承装两个圆锥滚子轴承的泵，将后轴承5、4内圈和前轴承7的内圈装在轴上(热装)。(2)将后轴承5、4的外圈装在轴承体6上。(3)将轴装在轴承体6上。(4)将后轴承压盖3(装上油封)、圆螺母1装上并压紧轴承。检查轴承与轴肩是否靠紧，转动应灵活平稳。(5)装前轴承7的外圈，垫平铁轻轻打入。(6)将前轴承压盖8(装上油封)装上并压紧轴承。(7)装轴承体上的密封圈。(8)装上挡水盘9和拆卸环10，装拆卸环时，螺栓孔内须加入少量润滑脂，拆卸环要压紧挡水盘。(9)轴部分的其他部件，待主轴组件与悬架装好后，再按装配图依次安装。2.悬架的安装
上图为脱硫浆液循环泵悬架安装示意图，具体步骤如下：(1)将轴承体组件4装进悬架5的配合孔内。(2)装调整螺栓2及压紧螺栓3，装油池六角螺塞及油标。(3)轴上装磁力百分表，检测悬架与后护板联结定位孔及端面与轴回转中心的同轴度及垂直度，均不能大于0.3mm。(4)试运转，试运转时应注意检测轴承体的渗漏情况、振动情况、温升情况等。(5)装泵联轴器1。3.机械密封的安装
(1)将机械密封组件装入后护板腔体，装上机械密封压盖螺栓，均匀拧紧。(2)将装入机械密封组件的后护板装在悬架上。(3)三通、压力表、冲洗水管按原位置安装。(4)拆卸、安装机械密封时应注意以下几点：① 拆卸机械密封过程应小心仔细，不许用手锤、扁铲等硬件拆卸，以免破坏动静环及密封圈。② 拆卸时如因有污垢拆不下来，不能勉强进行，而应清洗干净后再进行拆卸，以免破坏机械密封的各部件。③ 装配过程中应保持密封腔内及轴套表面的干净与光洁，不允许有灰尘等附在表面，否则应用煤油清洗干净，并用干净而柔软的纱布、脱脂棉之类的软物擦洗动静环的端面。④ 动静环端面绝不能划伤、碰破，装配时其密封面上应涂一层清洁的机油或透平油等。⑤ 机械密封上的固定螺栓必须拧紧，如松动则会破坏机械密封的正常工作。⑥ 固定密封端盖的螺栓需均匀拧紧，使端盖、端面不产生偏斜。⑦装配时注意弹簧的压缩量和弹簧的旋向，泵运转时应使弹簧越转越紧。4.泵头部分的安装(1)将叶轮装在轴上，拧紧，压实轴套。(2)装后护板密封圈。(3)将装有后护板、叶轮的悬架吊起，装入蜗壳，连接好螺栓。(4)装入口短管。(5)调整叶轮与入口短管密封面的间隙。5. 其他零件的安装(1)电动机、减速机与泵找正后，检验电动机转向与蜗壳上箭头指向一致后，安装膜片联轴器的中间节部分。(2)装好联轴器罩。(二)泵的拆检1. 总体介绍(1)拆卸前，确保泵设备不会因意外情况接通电源，吸入管路和出口管路的阀门必须关闭。(2)泵体温度必须被降低至环境温度。(3)对泵设备的维护工作只能由受过专业训练的人员利用正确的零配件进行。(4)任何对电动机进行的维修维护工作应遵循各电动机的说明和规定。(5)在设备损坏的情况下，应及时与设备厂家技术部门联系。2. 拆卸前的准备(1)将轴承体内的油料排空。(2)如果泵装的是单端面机械密封，则将集装板旋入集装槽中并固定好。3. 泵的拆卸(1)泵在拆卸时先将膜片联轴器的中间节部分拆下，以方便检修。(2)将蜗壳与悬架的连接螺栓、支架与悬架的连接螺栓拆下。(3)拆卸悬架组件，连同叶轮一起抽出蜗壳。(4)装单端面机械密封的泵，松开机械密封轴套与泵轴套锁紧螺栓(两个法兰盘连接螺栓)。(5)松开拆卸环的连接螺栓，并将拆卸环拆下。(6)拆下叶轮。(7)将机械密封拆下。(8)拆下后护板。(9)装双端面机械密封的泵，将带有机械密封的后护板一同拆下。(10)拆下调整螺栓，松开悬架盖上的压紧螺栓。拆下轴承体组件，再依次拆下各部件。