水环式真空泵过载原因分析与处理

水环式真空泵过载原因分析与处理

王金鑫　曹春荣　余庆生

中国石油兰州石化公司化肥厂　甘肃　兰州　730060

摘要：解体检查并对跳车及出力不足原因进行了分析，采取相应的故障处理措施，最终解决了以上问题，确保了真空皮带脱水机的平稳运行。

关键词：水环式真空泵　跳车　结垢

1 概述

兰州石化公司化肥厂锅炉烟气脱硫装置除渣系统为昆山菲萝环保工程装备有限公司生产的真空皮带脱水机。为真空皮带脱水机系统提供真空度的设备是由博山精工泵业有限公司生产的2BE1-303型水环式真空泵，转速583r/min，最大真空度为-40kPa，泵与电机用皮带连接，电机功率75kW，额定电流138A。该泵2009年投入使用，一直运行平稳。2014年，此真空泵出现频繁的过电流跳车，出力显著下降等现象。

2 2BE1-303型水环式真空泵结构及工作原理2.1 2BE1-303型水环式真空泵结构及工艺流程

2BE1-303型水环式真空泵主要有两侧端盖，转子，两侧吸排气圆盘及泵体几部分组成。

真空泵吸气口与真空平衡排液罐相连，排液罐通过脱水机皮带洗水槽为脱水机滤布下方提供真空度。

2.2 2BE1-303型水环式真空泵工作原理

首先向泵体中注入工作液，当叶轮顺时针旋转时，由于离心力的作用，水形成了一个近似于等厚度的封闭圆环。叶轮轮毂与水环之间形成一个月牙形空间，而这一空间又被叶轮分成若干个小腔，叶轮从0°顺时针旋转到180°时，小腔的容积由小变大，且与吸排气圆盘上的吸气口相通，此时气体被吸入；叶轮顺时针从180°旋转到0°时，小腔由大变小，使气体被压缩便被排出泵外。

3 故障描述

脱硫装置除渣系统水环式真空泵自2014年12月1日开始，多次出现过载跳车现象。故障主要表现为以下几个方面：

1）正常注入工作液后启动水环式真空泵时，真空泵未达到设计转速即过电流跳车。

2）用手动阀对工作液的注入量进行控制，可正常开启真空泵，但运行一段时间后过电流跳车。

3）控制工作液注入量开启真空泵并出渣的短暂阶段，真空平衡排液罐上的真空表显示的真空度为-20kPa，达不到原始开车时的40kPa。

为判断故障，我们进行了以下操作：

1）真空泵过电流跳车后，对真空泵进行盘车，转子无卡涩，无死点。

2）联系电气对电机及配电柜进行检查，未发现明显故障。断开连接皮带，对电机进行单试，电机运转良好，单试电流为45A。

3）对真空泵排水各管线进行检查，未发现堵塞现象。4）对真空平衡排液罐进行检查，消除单侧真空平衡排液罐不自动排液的故障。开启真空泵后，真空泵运行情况无明显改善，但脱水机脱水效果有所提高。

经过以上操作，我们分析真空泵跳车原因来自于真空泵内部，2014年12月8日-14日，我们对真空泵进行了解体检查、修复。

4 2BE1-303型水环式真空泵故障原因判断

对真空泵解体后，我们对泵各部件进行了检查，发现引

38

起真空泵过电流跳车和出力降低的原因主要有一下几个方面

1.吸排气圆盘上排气口结垢堵塞导致持续进入泵体内的工作液无法排出。

真空泵解体检修时发现两侧吸排气圆盘结垢严重。圆盘上吸气口为半月牙形开口，不易结垢堵塞，排汽口为半月牙形格栅结构，容易结垢堵塞。

工作液从吸排气圆盘上的进水口源源不断地进入泵腔内，排汽口堵塞造成工作液的排出量逐步减小，当排出量水量小于进水量时，造成真空泵内水环越来越厚，真空泵叶轮上的叶片浸入水环的长度增加，导致叶轮转动阻力增大，真空泵出力也严重下降。电机电流也将随之升高，超过额定电流时导致真空泵过电流跳车。

2.轴承止推间隙增大

拆卸检修过程中还发现真空泵非驱端轴承止推间隙增大。非驱端轴承为圆柱辊子止推轴承，型号为NUP222EM，发挥着对叶轮定位的作用。此轴承止推间隙增大导致运行过程中叶轮窜量增加。与此同时，排气圆盘表面结垢严重，叶轮端面与吸排气圆盘之间的间隙因吸排气圆盘表面结垢而减小。

转子窜量增大而叶轮与吸排气圆盘之间的间隙减小，导致叶轮窜与吸排气圆盘内表面发生严重摩擦，造成叶轮转动阻力增大及端面磨损。

5 故障处理

1）对真空泵端盖、端板、叶轮、壳体等部件进行清洗、除垢，恢复吸排气圆盘上排气口的排气排水能力。

2）吸排气圆盘及叶轮除垢后安装过程中发现，叶轮与吸排气圆盘之间的单侧间隙量达到0.6mm，即两侧总间隙量为1.2mm。这远大于总间隙量在0.6mm-0.75mm的技术要求。

叶轮端面与吸排气圆盘之间间隙量的增大，表面叶轮端面在长期运行过程中与吸排气圆盘上的结垢层发生磨擦而造成磨损。

此间隙量过大易造成真空泵出力不足。针对此问题，我们将泵体与吸排气圆盘的密封面车去1mm，并在安装过程中加0.5mm的青稞纸垫对总间隙量进行调整，调整后的总间隙量为0.7mm。在轴承安装过程中调整叶轮与吸排气圆盘的单侧间隙为0.35mm。此间隙量满足真空泵总间隙量0.6mm～0.75mm的技术要求。

3）对两侧轴承进行更换，并调整止推间隙为0.05mm，消除了叶轮的窜动。

4）真空泵工作液为过滤水，过滤水所含杂质较多，温度升高后容易形成结垢，我们将工作液改为脱盐水，效降低泵内结垢速度，延长真空泵运行周期。

6 结束语

通过以上处理，真空泵回装开启后，运行平稳，再未出现过载跳车现象。正常出渣时真空平衡排液罐上的真空表显示正常出渣时真空度-35kPa。这保证了脱硫除渣系统的正常运行，确保了锅炉装置的达标排放。