张云川

（云南天安化工有限公司磷肥制造中心，云南 安宁 650309）

1 概述

在磷酸生产装置中，低位闪冷轴流泵是最关键的设备之一，它能否正常有效运行，对整个磷酸生产系统的生产状况有较大影响。因此，各磷酸生产单位对低位闪冷轴流泵的运行和维护均十分重视。

我公司二期30万吨/年湿法磷酸装置始建于2006年，因当时国内各化工泵生产厂家均无大型立式轴流泵生产能力，故该装置萃取系统13000m3/h低位闪冷轴流泵（设备位号（P0104）选用比利时磨锐泵业公司生产的进口设备，于2007年7月投用。在长周期满负荷的运行下，已使用14年，设备性能下降，存在较多问题，已制约了磷酸装置的正常运行，给生产组织带来了较大困难。

2 进口闪冷轴流泵存在问题

2.1 闪冷轴流泵技术参数

设备型号：VAP64CAHRKV 1500E；流量：13000m3/h；扬程：1.39m；转速：145r/min；功率：230kW。

2.2 存在问题

（1）稳定性下降。随着生产使用年限的增加，轴流泵泵体口环以上部分不断磨损，整体壁厚变薄，强度下降，频繁通洞，在每次检修时均采用贴板补焊的方法消除隐患。经过多次的焊接仍然存在较大的风险，内壁磨损点无法完全修复，导致口环与泵体存在间隙，泵体也存在较多凹陷点，流体产生的涡流不断冲刷，磨蚀加剧，每次只能用涂层修复使用，但涂层黏结力有限，存在脱落的情况，导致每年磨损都在加剧。因为磨损的加剧，整泵的稳定性在不断下降。

（2）能力下降。随着生产任务的不断提升，轴流泵需要发挥的能力就显得越来越不足，循环量的下降，导致反应槽萃取温度难以控制，萃取指标经常出现偏离。流量的下降，只能通过不断提升闪蒸室的真空辅助提高流量，这样的结果导致闪蒸室液位升高，当液位计结垢显示偏离时，致使料浆被带入后系统，污染后系统介质。另外，液位升高，闪蒸室塔壁结垢明显增加，导致容积不断缩小，已经满足不了一年一清理的要求，闪蒸室回液管结垢也较为严重，每运行半年就必须清理一次，这严重制约着装置的高负荷运行。

（3）泵利用率低。泵原设计流量13000m³/h、扬程1.39m、转速141.36rpm和电机额定电流28A，实际运行电流20A（峰值电流23A），目前泵利用率只有71.3%左右，还存在能力过剩的情况。

（4）检修费用高。该泵每年需要检修一次，更换口环。每两年叶轮及吸入锥管更换一次。备件消耗较大，因属比利时进口设备，备件采购费用较高。

3 闪冷轴流泵的性能提升改造内容

原有的这台立式轴流泵，泵体腐蚀、磨蚀严重，泵体壁变薄，腔体变大，介质流速变慢，达不到工艺生产的要求，同时存在着设备随时发生故障和设备事故的隐患，已经满足不了生产的需要，威胁到生产安全，急需更换和改造才能满足或提升产能、节约成本、安全生产。因此，在流量13000m³/h、扬程1.39m、转速141.36rpm和电机额定电流28A，实际运行电流20A（峰值电流23A）的实际运行情况下，结合泵的特性和工艺生产需求，需对闪冷轴流泵性能做提升改造。

3.1 转速提升

襄樊五二五泵业公司提出调整泵运行转速的方案增大泵的性能参数，建议将转速提高至150.72rpm，根据理论计算，提高转速后，额定点的流量为13860m³/h、扬程1.58m、电流24.2A，峰值电流27.9A（注：泵实际运行性能参数和管路相关，实际运行参数和额定点参数可能存在一定偏差），采用调整皮带轮的方式调整增大转速，以提高泵和各项运行参数指标。

3.2 备件国产化

泵体经过长时间的使用，磨损较严重，需要购买新泵体更换，通过与襄樊五二五泵业沟通交流，能够按照轴流泵的要求提供质量和尺寸相同的产品，后又到现场实际测绘，保障生产过程中不出现尺寸偏离。随着磷酸生产工艺条件的变化，本次改造将泵体材质提升为2205双相不锈钢（具体尺寸见图1）。

图1 闪冷轴流泵泵体（国产化）

原口环镶嵌在泵体内，口环损坏后，就腐蚀磨蚀泵体，每2年就需更换一个泵体，备件价值昂贵，且检修工序繁琐。本次改造，将泵体改为泵体+短接形式，整体长度不变，短接损坏后，只需更换短接，而泵体部分勿需更换，大大降低备件费用及检修工序。短接如图2。

图2 闪冷轴流泵短接（国产化）

3.3 改造实施

2021年1月，利用装置消缺检修机会，我们对闪冷轴流泵实施了性能提升改造。

（1）设备拆除。闪冷轴流泵吊出后，拆除叶环、叶轮、减速机、泵轴、中间支架等部件，该过程中，可见口环、叶轮等过流部件腐蚀严重，口环已穿孔，叶轮因腐蚀间隙过大（已达30mm），导致泵性能下降，见图3。

图3 闪冷轴流泵腐蚀情况

（2）设备安装。更换2205材质国产化泵体、短接、叶轮等部件，叶轮直径1492mm，短接内径1500mm，调整叶轮间隙为4mm（图4）。

图4 闪冷轴流泵改造后

4 改造后取得的效果

4.1 设备运行稳定

改造后，消除了原设备存在的故障隐患，现闪冷轴流泵运行平稳，利用装置运行周期对其检查，未发现新的缺陷产生（图5）。

图5

4.2 性能提升，改善工况

通过改造，提升了泵的整体性能满足磷酸的高负荷运行，原设计流量13000m³/h、扬程1.39m、转速141.36rpm和电机额定电流28A，改造后流量13860m³/h、扬程1.58m、转速150.72rpm和电机额定电流28A，能耗利用率提升10个百分点，增加循环量后能有效控制反应料浆的温度，保障萃取指标的稳定，减少闪蒸室及回液管结垢的速率。

4.3 节约备件费用

从表1可知，过流部件进口备件价值为154.6万元，国产备件价值为77.6万元，改造节约备件费为77万元。通过备件国产化，大大降低了改造费用，备件使用可靠，无质量问题，为后期节约维护费用打下了基础。

表1 闪冷轴流泵备件价格对比

5 结语

我公司二期30万吨/年磷酸装置通过对闪冷轴流泵实施性能提升改造后，降低了设备维修费用，提升了设备性能，泵效率由原来的70%提升到80%，且设备运行稳定，工艺指标得到了有效控制，为装置正常稳定生产创造了良好的条件。