高压煤浆泵运行故障成因及解决方案

第4期
高压煤浆泵运行故障成因及解决方案
徐民，郇宜波，吴春波
（内蒙古荣信化工有限公司， 内蒙古 鄂尔多斯 014300）
[摘 要] 目前水煤浆气化装置中使用feluwa高压煤浆泵的较多，但该泵运行中一旦出现故障就不能保证设备的运行，给生产装置的稳定运行造成隐患。

文章主要分析了活塞杆断裂、隔膜软管破裂的成因及其解决方案。

[关键词] 水煤浆气化炉；高压煤浆泵；活塞杆断裂；隔膜软管破裂；解决方案
作者简介：徐民（1979—），男，山东烟台人，大学本科，工程
师，在内蒙古荣信化工有限公司工作。

我公司气化装置采用的是自主研发的四喷嘴对置式水煤浆气化炉，其选用的高压煤浆泵为德国feluwa 双缸双作用隔膜软管泵（ZGL300-250-2K190-4SM460HD ），该泵总体运行相对稳定，但也出现过机组运行不稳定情况，如活塞杆断裂、隔膜破裂、软管破裂等故障；尤其是隔膜破裂、软管破裂给生产系统的稳定运行带来隐患。

通过检修过程的拆检对活塞杆断裂、隔膜破裂及软管破裂形式进行了分析，解析了部分成因。

现对故障成因及解决措施进行简要论述。

1 活塞杆断裂
该型号煤浆泵自2014年4月运行以来先后出现4次活塞杆断裂，且断裂位置均为活塞杆与十字头连接处的卡箍处（详见图1、图2、图3所示），根据断裂位置与断裂横截面的断口分析，造成活塞杆断裂的原因有：
1.1 活塞杆与十字头连接螺纹处的预紧力不够，造成活塞杆在往复运动过程中，活塞杆与十字头结合不紧密，使得活塞杆与十字头连接位置受到往复冲击力，从而造成该处疲劳发生断裂。

1.2
活塞杆与十字头连接处的卡箍，可能存在对
中不符合要求，使得活塞杆的轴心与十字头端面的垂直度不符合要求，在往复运动过程中使得活塞杆在卡箍连接处受到扭曲力，从而造成疲劳断裂。

1.3解决措施：经公司技术专家与feluwa 技术专家共同分析和研究，将活塞杆改造为新型液压螺母式活塞杆（详见图4所示），将6台高压煤浆泵的活塞杆全部改为液压螺母连接，改造后活塞杆再未出现活塞杆断裂情况。

图1 断裂面断口情况
图2 活塞杆断裂位置
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故障诊断
石油和化工设备2018年第21卷
2 隔膜软管破裂2.1活塞盘裂纹
该煤浆泵在运行过程中出现隔膜软管破裂，且隔膜破裂方式为“鼓裂”（如图5），软管的破裂方式为上部出现“对穿孔”（如图6），在检修过程中发现活塞盘出现裂纹，设备原采用的是分体式活塞盘，运行过程中一侧出现裂纹，导致活塞在往复运行过程中液压油单侧窜油，由于补排油阀排油孔较小，单侧窜油严重导致不能及时排出，无法达到自平衡，使得隔膜室内液压油无法及时排出，隔膜变形量增大最终鼓包破裂。

由于隔膜的过度变形挤压占据防冻液空间，使得软管
变形严重，挤压造成软管上部对穿破裂。

图3 活塞杆与十字头连接示意图
图4 新型活塞杆液压螺母
图5 活塞盘裂纹
图6 隔膜破裂
2.2 解决措施：对活塞盘进行改造，改为整体式活塞盘，改造后运行情况良好，再未出现活塞盘裂纹情况。

2.3 防冻液不足和泄漏
在检修过程中防冻液添加很关键，如果在隔膜室添加防冻液的过程中，防冻液添加不足，或者因隔膜室大盖密封不好造成防冻液泄漏，都会造成隔膜室液体减少，软管受到吸力，发生“涨肚”，同时软管被吸在压板上，形成压痕，钢板对软管产生损伤，当涨肚超过软管弹性变形极限时就会发生爆裂。

软管破裂后煤浆进入隔膜室，造成沉积，从而造成隔膜破裂。

2.4 解决措施：检修过程中要严格按照说明控制液
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第4期 压油和防冻液的添加方法和添加顺序，严格控制检修质量，保证防冻液不泄漏，从而防止软管破裂。

2.5 杂质堵塞补排油阀排油孔
高压煤浆泵液压腔内的液压油的平衡是靠补排油阀进行平衡的，在活塞往复运动过程中由于活塞环的原因可能造成少量液压油窜缸，因而相连两个缸会通过补排油阀进行补排油，保证液压油的平衡。

排油主要靠排油阀的0.8mm 的排油孔进行排放。

由于排油孔只有0.8mm ，检修过程中棉纱脱落物极易堵塞排油孔，造成只能补油不能排油，因此形成隔膜的 “涨肚”， 隔膜变形量增大最终鼓包破裂。

由于隔膜的过度变形挤压占据防冻液空间，使得软管变形严重，挤压造成软管上部对穿破裂。

2.6 解决措施：在检修过程中严格控制检修质量，擦洗干净后使用仪表空气吹除，防止棉纱或胶带的脱落物遗留在高位油箱或液压腔及活塞缸内，避免排油孔堵塞，保证运行正常。

2.7 隔膜推力盘弹簧断裂
高压煤浆泵液压腔内的液压油的平衡是靠
补排油阀进行平衡的，补排油的动作是靠隔膜带动推力盘，克服推力盘后三个定位弹簧力后，带动三脚架，三脚架触及推力杆，推动阀球动作而达到补油的目的，若其中定位弹簧断裂一根或多根时，隔膜克服推力盘的力变小，未达到所需的变形量就开始补油，且排油孔小造成补排油不平衡，从而造成隔膜的“涨肚”，隔膜变形量增大，最终鼓包破裂。

由于隔膜的过度变形挤压占据防冻液空间，使得软管变形严重，挤压造成软管上部对穿破裂。

2.8 解决措施：在检修过程中应及时检查弹簧是否损伤，并定期对弹簧进行更换，保证弹簧使用寿命。

3 小结
高压煤浆泵是水煤浆气化炉运行的关键设备，设备运行的稳定情况直接关系整个装置的稳定运行，在维护和检修过程中要严格控制检修质量，定期更换易损件，使设备的长周期稳定运行，更好地保证整个装置的长周期稳定运行。

收稿日期：2018-01-30；修回日期：2018-03-09
3 结语
海洋石油开发是我国石油勘探开发的重要组成部分，水下生产设施是是深海油气田开发的核心装备之一[15]，涂层保护在全球油气田开发中已得到广泛应用。

影响涂装质量因素是多方面的，在逐步实现水下设施国产化进程中需不断学习世界的先进理念和做法，加强涂装防腐技术要点控制，保证其寿命期内防腐的可靠性和免维护的预期。

◆参考文献
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收稿日期：2018-01-15；修回日期：2018-02-07
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徐民等 高压煤浆泵运行故障成因及解决方案。