兖矿鲁南化肥厂双结构项目采用CO2汽提法生产尿素，设计产能40万t/a，自2007年投入运行以来，主系统运行较好，但是部分机泵频繁出现故障，导致系统波动甚至停车，严重影响装置的安全运行。本系统配套的机泵有2台尿素熔融泵，型号为RB80-40-31，额定流量47.9 m3/h，正常生产流量47.9 m3/h，吸入压力0.095 MPa（A）,排出压力1.5 MPa（A），温度140 ℃；1台水解回流泵，型号HZA25-2315C，额定流量15 m3/h；1台二氧化碳压缩机，型号MD-187/0.25-158,吸入压力0.012 MPa（A）,排出压力15.6 MPa（A），吸入气量是11220 m3/h。
3种机泵主要存在的问题如下。
1.熔融泵在系统投入运行后，连续运行不超过一周就出现泵震动严重、噪声大、轴承经常损坏；泵不打量、电流低等问题。
2.水解回流泵存在泵不打量；机械密封频繁损坏泄漏，导致泵运行时间不超过3 d，解吸系统多次被迫停车等问题。
3.二氧化碳压缩机存在进排气阀阀片脆性大，频繁出现断裂疲劳；进排气阀阀杆强度低，频繁断裂；压缩机四段经常超压，绝大多数是缸套耐磨性差，缸径磨损，同时缸径磨损引起活塞环频繁断裂。
分析3种机泵运行出现问题的原因如下。
1.熔盐泵
（1）泵震动的主要原因有蒸发系统过料量不稳，蒸发二段分离器液位忽高忽低，造成熔融泵容易出现进口抽空，引起泵的震动。熔融泵的轴承安装配合存在问题，轴承与托架的间隙大，容易在运行时产生窜动；同时两轴的平行度、同轴度不符合装配质量要求。
（2）泵轴承的强度低，不适宜长周期高负荷运行，所以造成轴承损坏频率高。2009年全年因轴承故障停车14次，根据实际统计所用轴承在工作强度下的运行时间平均为1900 h，疲劳曲线方程校核计算运行时间为1985 h，均低于标准2160 h。
(3)泵不打量的原因为：在系统停车后的开车过程中，泵的进口管线有结晶尿素堵塞，造成泵进口管线局部流通或不通；蒸发打循环后重新造粒，蒸发系统冲洗升压器、分离器后有粘结的大块掉入泵的进口管线。从现场泵的拆检情况来看，经常发现叶轮被破碎的垫子、填料碎末、细碎的铁屑和板结的尿素聚合物、结晶物等堵塞，造成熔融泵打量不好，电流逐渐下降。
2.水解回流泵运行时间短的原因
（1）从回流液的组分分析数据来看，回流液CO2的浓度较高，NH3和CO2的质量分数分别是27%和32%，这样在回流液温度低于80 ℃时，容易出现泵的进口管线堵塞，造成泵不打量。
（2）回流泵机械密封设有冲洗系统，冲洗介质设计用回流液，从泵出口设置的DN10管线引至密封端面进行冲洗，由于回流液本身的浓度很高，温度较低时容易结晶堵塞，无法实现密封的冲洗，导致密封缺少冲洗介质。
3.二氧化碳压缩机的阀片断裂的主要原因是五段的进出口阀片和活塞环的材料质量不过关，原进排气阀阀片材料3Cr13,其材料的抗疲劳强度低，弹性差、硬度高，已发生疲劳断裂，使用寿命不超过3个月。
通过以上原因分析后，分别对3种机泵采取的具体处理措施如下。
1.熔融泵
（1）为防止二段蒸发分离器液位波动，要求岗位人员严格控制汽提塔液位在60%以上、精馏塔液位在10%以上，严格监控蒸发二段分离器的视镜液位在一半以上，根据视镜指示及时调整蒸发造粒量，确保熔融泵进口不被抽空。
（2）轴承重新选型，熔融泵轴承改用NU3110和3110ATN/P5。
（3）利用大修的机会对泵重新进行安装、找正，要求同轴度≤0.2 mm；平行度≤0.1 mm。利用百分表对重装后的同轴度及平行度进行测量，结果分别为0.08 mm和0.07 mm。
（4）泵的不打量处理措施：在每台熔融泵的进口安装过滤罐，把系统杂物过滤在过滤罐下部，定期倒泵清理；在系统停车检修时，尽可能清理尿液槽，确保系统干净；制定冲洗升压器的详细冲洗方案，每班规定冲洗次数并定期冲洗，以便实现快速冲洗，防止尿素在分离器的壁上长期粘附、结块。
2.水解回流泵
（1）对系统的氨碳比、水碳比进行调整，严格控制回流液的浓度，特别是控制CO2的浓度在要求范围之内，NH3/CO2要求控制在2.9～3.2（摩尔比），防止CO2过量。同时对吸收系统优化调节，增加吸收液（稀氨水）的充分利用，减少放空量，确保回流液浓度的控制。
（2）对回流泵的密封冲洗液进行改造，引入一路0.5 MPa的稀氨水作为密封的冲洗液，防止管线堵塞，同时冲洗液的压力稳定，确保了冲洗效果。
3.二氧化碳压缩机
针对压缩机的阀片断裂的情况，厂技术人员采取优化进排气阀的材料，强化局部结构的方法。
（1）将原进排气阀阀片材料改为聚醚醚酮（PEEK），其自润滑性、耐磨性、柔韧性和密封性能较好，弹性模量高，耐冲击，疲劳强度高。
（2）改进排气阀的结构：将原厚度1.5 mm的双阀片改为厚度为2.5 mm的单阀片，阀杆M12 mm×1.25 mm改为M16 mm×1.5 mm。改进后，增加了阀杆强度，延长了使用寿命，级间超压明显减少。
（3）对压缩机的缸套材质进行升级，采用进行氮化处理的合金钢耐磨材料35CrMoAlA，增加了表面硬度和耐磨性。
通过以上对主要机泵的改造和操作控制，大大提高了公司主要机泵的运行周期，减少了系统的维修量，稳定了鲁南化肥厂CO2汽提法尿素系统的长周期生产。