贵州开磷集团剑江化肥有限责任公司现有1套15万t/a硝基复合肥造粒装置。在生产过程中上塔硝酸铵溶液输送泵(以下简称溶液泵)是生产硝基复合肥的关键设备之一,该泵运行状况的好坏直接影响装置的连续运行和产品质量。由于硝酸铵溶液的温度高(90℃左右)、黏度较大,加上硝酸铵溶液极易结晶,国内尚无成熟的泵型可以完全满足该工艺需要,而进口泵投资过大。经过考查,公司选择了型号为HR65-40-315的不锈钢离心泵(流量25 m3/h,扬程125 m,功率40 kW)。该泵能满足工艺要求,但由于不是专门为此工艺设计的,在结构上存在一定的问题:在装置投产初期,故障率较高,一是轴承容易损坏,正常情况下轴承运行2个月左右就损坏,装配及操作不当时只能运行1个月甚至更短时间;二是机械密封运行2个月左右就开始发生泄漏,操作及装配不好时运行1个月甚至更短时间就开始发生泄漏。硝铵溶液泵成为制约生产的主要因素。
经分析,该泵运行周期不长的主要原因如下。
1.该泵为单级、单吸离心泵,因为扬程较高,进、出口压差大,转子有1个指向吸入口的力存在,而泵的两盘轴承均为向心轴承(6308),不能承受较大轴向力,故轴承使用寿命短,且经常造成叶轮擦壳。损坏的轴承一般是保持架变形,明显是由轴向力过大造成。
2.该机械密封的O型密封圈为普通橡胶,而硝铵溶液温度一般为90 ℃左右。在此温度下,普通橡胶容易老化失去弹性,故密封圈使用寿命短。
3.由于硝铵具有常温结晶的特性,每次停车时如不及时将泵及机械密封内的硝铵清理干净,开车时就会造成负荷重及机械密封损坏。
针对存在的问题,公司对硝铵溶液泵进行了如下改造。
1.在负荷端轴承增加1个可承受轴向力的7308圆锥滚子轴承,将机械密封O型圈材质改为氟橡胶。
2.每次停泵时将泵内及机械密封内的溶液清理干净。
3.在负荷端轴承盖外的轴套上增加1个挡水圈,阻止密封冷却水通过前轴封进入轴承箱。
4.在轴承箱上部加油堵头上增加1个Φ6 mm的排气孔,避免轴承箱内产生内压导致润滑油泄漏,并有利于轴承箱散热。
5.轴叶轮端丝头原为M12,运行中有时出现轴头断的现象,将轴端螺纹改为M16,增加了轴头的强度,改造后极少出现断落现象。
经过以上改造,溶液泵的运行周期有了大幅提高,轴承及机械密封的使用寿命提高到3个月,装配及操作精心的情况下可以运行5个月以上。