于 雷

(中海石油华鹤煤化有限公司， 黑龙江鹤岗 154100)

中海石油华鹤煤化有限公司年产30万t合成氨、52万t尿素，其中气化装置采用水煤浆加压气化技术，包括3个系统，即制浆系统、气化系统和渣水处理系统。气化系统配置3台气化炉(2开1备)，炉内压力为6.5 MPa，炉内温度为1 350 ℃。

激冷水泵是为气化炉内部激冷环提供冷却水源的关键设备，保障气化炉及炉内零部件在高温环境下的正常工作。如果激冷水流量波动，可能引起激冷环或下降管局部烧穿，进而使得高温工艺气体不经水浴降温，气化炉本体有变形的重大风险隐患。

1 激冷水泵原始设计情况

激冷水泵原始设计数据见表1。激冷水泵泵体见图1。

表1 激冷水泵原始设计数据

(a) 激冷水泵泵头部位装配图

2 存在的问题

激冷水泵输送介质为黑水(含少量NH3、H2S、CO2、Cl-)，1开1备。激冷水泵启动7 d后运行效果变差，主要表现在流量下降或波动，振动值变化±0.23 mm，电机的电流上升，轴承温度升高，不同安装位置的激冷水泵波动范围不尽相同。检修时发现叶轮、内衬板、进口口环和轴承等处普遍磨损，备件更换频繁。激冷水泵运行时需要定时定频重点看护，造成人工成本高，检修频率高造成维修成本高。

3 原因分析

根据激冷水泵运行数据曲线、现场巡检点实测数据和近2年检修检查情况对比，从激冷水泵本体、附件、工艺条件和周围环境进行分析，激冷水泵在生产过程中运行效果差的原因主要集中在3个方面：

(1) 叶轮、内衬板和口环等部位磨损的原因是黑水介质压力为6.5 MPa，而且内含固体颗粒(周期性检修时管道内提取物分析)，长期在泵进口压力设计值高位运行，对叶轮及接触零部件形成冲刷[1-2]。

(2) 流量下降或波动的主要原因是黑水介质温度在245 ℃，存在的气液相对叶轮及接触零部件形成冲击；次要原因是冷却水部分被汽化，造成使用温度偏高，从而影响泵的输送[3]。

(3) 振动值上升和轴承温度高的原因一方面是叶轮受损影响泵的动平衡，另一方面是泵进口管道冷态和热态的温差比较大，管道应力影响了泵与电机的对中[4]。

4 解决方案

综合3个方面的原因分析，第一要消减黑水介质对水泵本体的影响；第二要消减管道等周边环境因素对水泵本体的影响。制定的解决方案如下：

(1) 将叶轮型式更改为开式叶轮并改变叶轮导向。

(2) 扩充水泵进口和出口容积。

(3) 将水泵冷却系统管道公称直径增大至3.33 cm，增加冷却水压力。

(4) 委托设计院对以上3点技术改造进行性能计算，确定性能曲线并出具数据表。

(5) 选择1个水泵基础，挖开至地下1.2 m检查土方扰动情况，检查回填土密实程度。

(6) 测量水泵基础沉降，对水泵基础进行一次和二次灌浆。

(7) 将水泵进口管道和出口管道进行切割并重新组对安装。

(8) 对电机进行全面检查，动平衡复测。

5 技术改造方案

根据解决方案的思路和架构，实施水泵技术改造工作：

(1) 按设计院数据表采购技术改造后的水泵泵体见图2。

(a) 水泵泵头装配图

(2) 将水泵进行安装、调试、盘车和性能试验。

(3) 测量并记录冷却水进出口温度、振动值、轴承温度、电流和流量。

6 结语

在煤种与气化炉负荷都不变的正常生产情况下，激冷水泵技术改造后运行平稳，运行效果良好，达到了预期效果，既节约了备件消耗量，又节省了人力成本，同时对气化炉的安全稳定运行提供了保障。