探討脫氣塔釜泵斷軸的產(chǎn)生及處理策略

摘要：隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)逐步在工業(yè)制造領(lǐng)域中應(yīng)用，使得工業(yè)的生產(chǎn)效率大幅度提升?，F(xiàn)代設(shè)備充分利用電氣自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作的自動(dòng)化，在未來(lái)還會(huì)朝著智能化發(fā)展。在大型工業(yè)操作現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)基本脫離體力勞作，都會(huì)采用大型的設(shè)備工作，減少人力成本，提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在工業(yè)的工作者都是維修者居多，用來(lái)檢修大型設(shè)備。本文主要研究脫氣塔釜泵斷軸的產(chǎn)生原因，并分析處理措施。

關(guān)鍵詞：脫氣塔;釜泵斷軸問(wèn)題;產(chǎn)生原因;處理措施

脫氣塔是一種除碳器，其主要功能是利用風(fēng)力吹脫液體中的二氧化碳，減少液體對(duì)鍋爐的腐蝕作用，目前被大量應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域中，且當(dāng)脫氣塔作為曝光裝置時(shí)會(huì)大量減少電能的使用。如果脫氣塔出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致惡劣的影響，所以應(yīng)該注意對(duì)該設(shè)備的檢修管理。脫氣塔內(nèi)含有釜泵，釜泵如果出現(xiàn)問(wèn)題會(huì)直接導(dǎo)致脫氣塔無(wú)法正常工作，還會(huì)影響整個(gè)生產(chǎn)車間的生產(chǎn)進(jìn)度。釜泵使用一段時(shí)間后容易出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象，應(yīng)該找出斷軸原因，分析解決措施。

一、脫氣塔釜泵概述

脫氣塔的主要功能就是作為除碳設(shè)備和曝光設(shè)備，當(dāng)作為除碳設(shè)備出現(xiàn)時(shí)是為避免鍋爐被碳酸腐蝕，提前將液體中的二氧化碳清除，主要被放置在陽(yáng)離子交換器或者反滲透裝置之后。當(dāng)作為曝光設(shè)備出現(xiàn)時(shí)，是對(duì)鐵、錳進(jìn)行氧化處理，放置在鐵錳過(guò)濾器之前，提高鐵錳過(guò)濾器的過(guò)濾效果。脫氣塔作為曝光裝置存在時(shí)有利于節(jié)約電能，增大氧化效果。脫氣塔的主要結(jié)構(gòu)為圓柱形塔式結(jié)構(gòu)，其中脫氣塔內(nèi)部有一個(gè)釜泵，這是整個(gè)裝置最重要的組成部分，為整個(gè)環(huán)節(jié)提供動(dòng)力來(lái)源。

二、脫氣塔釜泵斷軸產(chǎn)生原因分析

當(dāng)脫氣塔使用一段時(shí)間段后，釜泵都會(huì)容易出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象，其主要表現(xiàn)為軸承箱內(nèi)震動(dòng)幅度大且伴有雜音。如果設(shè)備出現(xiàn)該種現(xiàn)象，檢修人員拆卸設(shè)備會(huì)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)斷軸。大部分的釜泵斷軸的斷裂面都十分整齊，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的分析可以發(fā)現(xiàn)其軸承斷裂是由于徑向剪切或者是徑向彎曲變形導(dǎo)致的。通過(guò)以上分析原因大致有四點(diǎn)，第一點(diǎn)是軸承的強(qiáng)度不足，本身具有一定的質(zhì)量問(wèn)題，導(dǎo)致在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)法承受徑向應(yīng)力或無(wú)法承受其生產(chǎn)強(qiáng)度導(dǎo)致徑向斷裂。第二點(diǎn)是泵的整體設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)并不合理，釜泵的整體受力結(jié)構(gòu)不平衡，導(dǎo)致釜泵軸承斷裂。第三點(diǎn)是由于釜泵軸承徑向應(yīng)力過(guò)大，導(dǎo)致在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生物理形變。第四點(diǎn)是由于軸承的質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，在熱處理過(guò)程中生產(chǎn)工人操作不當(dāng)導(dǎo)致軸承出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。以上幾點(diǎn)均為猜測(cè)，需要進(jìn)一步排查，繼續(xù)分析驗(yàn)證軸承斷裂的原因。

經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，當(dāng)釜泵的實(shí)際流動(dòng)量大于額定流動(dòng)量時(shí)會(huì)導(dǎo)致泵內(nèi)的葉輪一側(cè)受力過(guò)大，進(jìn)一步導(dǎo)致軸承的一側(cè)受力偏大，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的發(fā)展，軸承因?yàn)闊o(wú)法承受超強(qiáng)的彎曲應(yīng)力會(huì)發(fā)生形變直至斷裂。發(fā)生斷裂的原因還有軸承的軸肩處未作任何圓角處理，導(dǎo)致軸承應(yīng)力集中在該處直接導(dǎo)致軸承斷裂。

三、釜泵斷軸處理措施及預(yù)防

（一）擴(kuò)大平衡孔徑

經(jīng)過(guò)一番計(jì)算，發(fā)現(xiàn)釜泵的軸向力為12309.7N，其遠(yuǎn)超釜泵的承受范圍，可以通過(guò)擴(kuò)大平衡孔孔徑這一方法增強(qiáng)軸承的承受能力。目前，我國(guó)大部分的企業(yè)都會(huì)采用這一方法增強(qiáng)釜泵的性能。并且根據(jù)我國(guó)現(xiàn)有對(duì)此部分的分析研究可以得知，口環(huán)間隙面積占據(jù)平衡孔總面積的1/8至1/5為最佳性能，就可以提高釜泵的可承受軸向力，使軸承的性能變好。目前平衡總面積和口環(huán)間隙面積比例數(shù)值的計(jì)算方式如下：

平衡總面積：S1=1/4πd2bz=1/4×3.14×132×3=397.995mm2;

口環(huán)間隙面積：S2=1/4π（D21-D22）

=1/4×3.14×（150.82-1502）

=188.902mm2。

該式中：D1為殼體的口環(huán)直徑，單位為mm;D2為葉輪口環(huán)直徑，單位為mm。

口環(huán)間隙面積與平衡總面積的比例為：S2/S1=188.902/397.995=0.474，經(jīng)過(guò)計(jì)算得知，目前的口環(huán)間隙面積與平衡孔總面積的比值不在最佳性能的要求比值范圍內(nèi)。因?yàn)槠淇诃h(huán)間隙面積是受到殼體口環(huán)直徑和葉輪口環(huán)直徑的限制，其面積是不變的，所以應(yīng)該擴(kuò)大平衡孔的孔徑，使其比例可以達(dá)到最佳值的范圍。如果按照口環(huán)間隙面積占據(jù)平衡孔總面積的1/5來(lái)計(jì)算，平衡孔總面積應(yīng)為S=5S2=5×188.902=944.51mm2，已知面積公式為S1=1/4πd2bz，經(jīng)計(jì)算d=20.02mm。目前實(shí)際的平衡孔孔徑為13mm。經(jīng)過(guò)分析可得，可將其孔徑由13mm擴(kuò)張至20mm。通過(guò)這一操作可以降低釜泵的實(shí)際流量，也可以對(duì)泵總體的軸向力進(jìn)行控制，使其軸承保持平衡狀態(tài)。

（二）改變泵軸關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)

通過(guò)上述分析，軸承斷裂是由于實(shí)際流量過(guò)大，軸承一側(cè)應(yīng)力過(guò)大且軸肩處未做任何處理造成應(yīng)力集中的現(xiàn)象導(dǎo)致軸承斷裂。所以維修人員可以改變軸承的內(nèi)部構(gòu)造，對(duì)其關(guān)鍵部位做部分處理，增強(qiáng)釜泵軸承的性能。釜泵軸承的軸肩位未做圓角處理，導(dǎo)致應(yīng)力集中，所以可以將此改為倒圓角設(shè)計(jì)，使應(yīng)力重新分散，不再集中，增強(qiáng)應(yīng)力的性能。

四、結(jié)語(yǔ)

脫氣塔釜泵在生產(chǎn)流程中十分重要，如果設(shè)備質(zhì)量不過(guò)關(guān)可能會(huì)影響工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)度，降低生產(chǎn)效率，所以應(yīng)該增強(qiáng)其釜泵的質(zhì)量，讓其在生產(chǎn)中平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)本文分析可知，其釜泵軸承斷裂是由于其泵內(nèi)實(shí)際流量大于額定流量，導(dǎo)致葉輪一側(cè)應(yīng)力過(guò)大，軸承不平衡，也受到較強(qiáng)的形變力的影響，造成軸承易斷裂，維修人員可以通過(guò)擴(kuò)大平衡孔徑的方式解決，除此之外，還可以改變軸承軸肩部的設(shè)計(jì)，將其部位變?yōu)榈箞A角設(shè)計(jì)，分散軸向力，提高設(shè)備性能。

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作者簡(jiǎn)介：孟鵬帥（1993-），男，漢族，陜西咸陽(yáng)人，本科，助理工程師，研究方向：化工工藝技術(shù)。