湿法磷酸浓缩装置轴流泵技改总结

作者简介:杨建新(1976&),男,大学本科,化工设备助理工程师,从事湿法磷酸设备管理工作;530115858@
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肥料与健康
第48卷第3期
后轴承产生径向拉力，造成轴承使用寿命缩短,电 机前轴承使用寿命一般为6个月，泵端后轴承使 用寿命一般为3个月。 2.2密封形式的影响
轴流泵设计采用填料密封，因填料磨损和老 化引起酸外漏时,必须更换填料,且填料更换换填料1~2次计，全年装置运转率 仅为设计值的90%左右。
3改造措施
3.1轴功率核算 根据HZ760型轴流泵的轴功率参数得知，该
泵效率仅为68%,如果将泵效率提升至86% （设 计最大值90%）,轴功率未超设计参数。根据轴 功率核算结果，将电动机功率由200 kW提高至 250 kW,同步完成电动机基础钢架的改造;根据 叶轮与短节的安装间隙,将叶轮直径由% 755 mm 增大至% 760 mm,经计算，改造后流量由5 500 m3/h 提高至6 500 m3/h，浮头式石墨换热器列管介质 流速由2. 38 m/s提升至2- 86 m/s。
研究现状*J+ •兰州理工大学学报,2004,30（5） ：59-63. ［2 +张宏峰•泵用干气密封工作原理及应用［J］ •中国石油和化
工标准与质量,2013（15）:83. * 3 +陆金来•干气密封在离心泵上的应用［J+ •机械,2012（增
刊 1）:13-16.
（ ） 收到修改稿日期 2021-05-09
速463 r/min；配套电动机为Y355M4-6型,功率为 200 kW。
2轴流泵故障率高的原因分析
2.1皮带轮传动的影响 皮带轮运行时,由于带轮两边的拉力差以及
相应的变形差形成弹性滑动易引起皮带打滑，导 致带轮与从动轮的速度损失。弹性滑动与载荷、 转速、带轮直径和皮带的结构有关,弹性滑动率通 常在1%~2%。皮带轮过载时引起的打滑，使皮 带的运动处于不稳定状态，效率急剧下降,磨损加 剧,严重影响皮带的使用寿命。皮带在运行中会 产生反复伸缩,特别是带轮上的绕曲会使皮带体 内部产生摩擦引起功率损失。泵端皮带轮与电机 端皮带轮的皮带张紧时，易使电机前轴承和泵端
密封结构形式调整后，年密封更换费用由约 25万元降至5万元,密封水用量由1-50 m3/h降 至 0. 10~0. 12 m3/h。
4结语
采取上述优化措施后,2020年湿法磷酸浓缩 装置实际生产能力达到98- 8 kt/a,同时大幅减少 了维修费用，达到了改造目的。
参考文献 ［1 +李文广'苏发章'黎义斌'等•轴流泵的叶片设计理论与应用
1轴流泵主要设计参数
云南云天化红磷化工有限公司85- 0 k/a湿 法磷酸浓缩装置于2006年9月建成投产,近年来 由于轴流泵故障率高、稀磷酸杂质含量较多,导致 浓缩装置生产负荷下降,2019年实际生产能力仅 为80.0 kt/a,该浓缩装置采用的轴流泵为 HZ760型卧式离心泵，设计流量5 500 m3/h,扬程 4- 2 m,采用皮带轮传动、填料密圭寸结构形式，泵转
Keywords : wet-process phosphoCc acid; axial-flow pump； concentration； technical transformation
在湿法磷酸生产中,浓缩装置采用轴流泵强 制循环的方式进行稀磷酸提浓。轴流泵多为卧式 泵,其流量、扬程等性能参数的匹配性和设备运行 的稳定性直接影响浓缩装置的生产负荷,降低轴 流泵的故障率、提升设备性能参数是湿法磷酸浓 缩装置面临的主要问题。
叶轮旋转时，水平截面上不同半径的圆周速 度不等，叶顶圆周速度大,而轮毂处的圆周速度 小,这不仅使叶片沿半径方向受力不均,而且流体 获得的能量也不同，使流体沿叶顶到轮毂产生涡 流,造成能量损失［I］o
叶片与轮毂角度增大3。后，经过一段时间的 运行，发现叶片被磨损、轮毂局部有凹坑,大幅降 低了轴流泵的流量和扬程,造成装置负荷下降。
干气密封是用带压密封气替代高压密封 液［2］，用气体阻塞替代传统的液体阻塞，实现工 艺介质零泄漏。
将轴流泵的密封结构由填料密封改为双端面 干气密封，由静环和动环组成的密封装置固定在 轴套上，比泵腔内压力高0. 2~0. 3 MPa的密封气 体进入静环的密封腔内［3］，密封腔内的气体通过 轴与轴套间的间隙由排气孔排出。
改造后，通过现场监测和统计,泵效率明显提 高,主要体现在:①采用减速机传动的轴流泵故障 率低，电机前轴承使用寿命由6个月延长至24个 月，泵端后轴承使用寿命由3个月延长至12个 月，轴套使用周期由3个月延长至1年，轴承温度 由70 i降至45 i,填料使用周期由15-20 d延 长至2个月；②装置稳定运行周期由18 d延长至 25 d左右,年检修次数由18次减少至14次，年增 加运行时间共计180 h。 3.3调整密封结构形式
填料处要建立密封,需使用工艺水,与系统内 介质形成压差，部分密封水不可避免地会进入系 统内，导致稀磷酸浓度降低,在增加能耗的同时降 低了装置出力率。查看安装在密封水进口和出口 水管上的水表测定结果，进入系统内的密封水量 约为 1.50 m3/h。 2- 3叶轮的影响
叶轮是轴流泵传递能量的主要工作部件，由 叶片、轮毂、动叶调节机构组成。轴流泵的叶片为 扇形曲形面,安装过程中叶轮与短节间隙调整不 当或不对称，易造成叶轮旋转一周的流量波动 较大。
2021年6月
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湿法磷酸浓缩装置轴流泵技改总结
杨建新，赵树红 (云南云天化红磷化工有限公司云南开远661699)
摘 要:针对湿法磷酸浓缩装置轴流泵故障率高的问题，分析其原因并采取了相应的改造措施。通过提高 电动机功率、增大叶轮直径、优化电动机与轴流泵的传动方式、调整轴流泵的密封结构形式，湿法磷酸浓缩装置
YANG JOnxin, ZHAO Shuhong (Yunnan Yun/anhua Hong/n Chemicel Co., Ltd., Kaiyuan, Yunnan 661699, China)
Abstrace: Due to high failure rate of the axial-flow pump in the wet-process phosphoac acO concentration unit, the reasons are analyzed and cooesponding reform measures are taken. By increasing the motor powee, increasing the impllee diametee, optimizing the transmission mode of motor and axial-flow pump, and adjusting the sealing structure of axial-flow pump, the actual capacity of wet-process phosphoac acO concentration unit has increased from 80- 0 kWa to 98- 8 kWa, which exceeded the design capacity ( 85- 0 kWa).
3.2优化传动方式 为消除皮带传动时带轮间产生的径向力及传
递功率的损失，鉴于标准硬齿面减速机具有传动 效率高、承载能力强、配比灵活、组合方便、传递平 稳、安装简易等优点,将皮带传动改为减速机直接 连接传动。选用的减速机型号为1C225N型，轴 流泵转速由463 r/min提升至517 r/min,传递功 率的损失减少，彻底消除轴承所受的径向力，有助 于延长轴承的使用寿命,提高设备的运转率。
的实际产能由80. 0 kt/a提高至98. 8 k/a,超过了设计产能(85. 0 k/a) o
关键词：湿法磷酸;轴流泵；浓缩;技术改造
中图分类号:TQ126. 3+5
文献标志码：B
文章编号：2096-7047(2021)03-0045-02
Sum-Up of Teclrnical Transformation of Axial-Flow Pump for Wet-Process Phosphoric AcU Concentration Unit