渣浆泵磨损原因及解决措施

渣浆泵磨损原因及解决措施

魏成哲

国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司

摘要：在制造工艺中，渣浆泵是用流体运输固体和输送介质的主要工具。渣浆泵的磨损可能导致运行条件恶化、效率降低、能耗增加、使用寿命缩短等，从而对其生产成本产生不利影响。因此磨损是影响渣浆泵寿命的最重要因素。改进渣浆泵设计，合理替代渣浆泵，优化渣浆泵的使用等，以减少气蚀，降低磨料磨损程度，提高渣浆泵效率延长使用寿命，从而减少渣浆泵的投资，研究成果具有相当大的价值。

关键词选煤厂；渣浆泵；设备磨损；气蚀磨损；磨料磨损

渣浆泵用于煤炭、采矿、化学、电力、建筑、土建等许多领域。由渣浆泵输送水与固体颗粒的混合产生了密度更高的两相流体。由于两个相流的自身特性，渣浆泵过流元件的磨损是不可避免的。工业应用对渣浆泵寿命和可靠性的要求不断增加，应用范围逐年扩大。泵磨损后，其性能发生了很大变化，工作效率低下，经常消耗电力、人力、财产价值和财政浪费，严重影响了生产。因此，延长渣浆泵寿命很重要。

一、渣浆泵磨损分析

1.分析磨损。通常，将设备的磨损类型分类为磨料、疲劳、腐蚀、冲蚀以及气蚀磨损等现象，这些都是通过不同的磨损类型组合而不是单一方式进行的。在机械零件的正常磨损过程中，可观察到大约三个阶段，磨合、正常以及严重磨损。设备的磨损过程表明，由于工件表面光滑，设备的磨损速度逐渐降低，逐渐进入正常磨损阶段。这种磨损是设备运行中的正常磨损，较为稳定。为延长其寿命，必须采取技术措施，降低该现阶段的磨损率，延长资产寿命。设备运行时间越长，设备磨损程度越高，如果磨损累积到一定程度，设备就会进入严重磨损阶段。在这一阶段，磨损量迅速增加，设备需要升级。渣浆泵磨损分析。渣浆泵主要用于输送离心泵的煤、矸石、泥沙等，含矸石、煤、泥沙的污泥磨损严重。渣浆泵最重要的磨损类型是气蚀、磨料磨损。气蚀磨损。渣浆泵输送的含煤、矸石、泥沙中含有大量的气蚀空泡。空泡破坏不是瞬时的，而是由几个衰变过程组成。在这个过程中，浆液以高速冲击气泡中心，大部分动能在气泡周围扩散，形成新的气泡，影响溢流部分的表渣浆泵过流面，导致泥浆泵的气蚀磨损。气蚀磨损与设备的不当使用和选择密切相关。磨料磨损是渣浆泵溢流部件磨损的主要原因之一。尤其是在运输过程中，运输煤、泥、砂会接触力是叶轮水道的表面摩擦力。结果表明，水道面材料在频繁磨损时会产生疲劳损伤。同时，在输送浆液介质介质压力下，一些煤、污泥和沙子被压入叶轮表面，导致水道内表面新挤出，导致汽轮机磨损。根据渣浆泵的磨损特点，渣浆泵在水压室和叶轮上的流道磨损严重。污泥运输过程中，泵体、外盖、轴封和密封件也有一定程度的磨损。根据研究结果和现场生产实践，渣浆泵的磨损速度为：泵体隔舌、进口边缘、密封环、泵强和扩散管。渣浆泵的主要磨损形式是气蚀以及磨料磨损。

3.影响渣浆泵磨损的因素。磨耗与以下因素密切相关：（1）输送渣浆液的流变特性。(2)煤煤、泥以及沙粒的物理力学性能、砂质量、硬度、形状和密度。(3)泥浆泵的结构和结构参数。(4)运行速度和所选材料的性能。

二、磨损件更换周期

渣浆泵的使用寿命取决于水力、结构、强度、材料选择和现场操作。目前，还没有精确的理论方法来计算寿命。

1.泵零件的更换原则。泵过流部件存在一定的磨损，不能满足功能要求，需要更换或维修。目前，没有统一的原则和标准来更换泵的易损部件，只能根据现场渣浆泵的具体用途来确定。收集行业意见和主要意见如下：泵体、护板磨损；泵的流量、扬程等性能不能满足运行要求；电机电流过高，内部循环流严重或护板粗糙；叶轮不均匀磨损或局部堵塞会导致过度振动。通过广泛的实验，国内科学家已经建立了渣浆泵过流在快速磨损以及性能和磨损的变化规律。如果磨损运转时间为18小时，则叶轮和泵的具体磨损率为总磨损的52.5和62.2%。如果总磨损为3/7时，过流部分的磨损超过总磨损量1/2；如果总磨损周期为1/7-3/7是叶轮和泵体的磨损。当总磨损率为3/7时，扬程下降为26%,结束时降到45%。这些实验数据是更换周期的重要参考数据。近年来，国内外提出了更换叶片的原则：如果渣浆泵叶片磨损到原始长度的30至40%，质量20至30%磨损量，叶轮则需要更换；在恒定渣浆流动的情况下，泵出口压力可以降低到原始压力的35至75%，作为更换叶轮的参考数，但缺点是上述观点没有结合具体材料和工业应用的特点。当叶轮叶片30%的长度磨掉时，叶轮失重量减少50%的原始重量，扬程降低至30%。根据现场寿命试验，提出了更换不同材料、不同数量和零件的原则，作为备件成本的指标：渣浆泵采用N1、Ni4、C27和Crl5Mo3制造叶轮和护板，叶轮失重量分别减轻50、30、10、50%更换。护板失重量30、20、10、35%，因此，建议主要根据上述原则采取措施，根据原则因地制宜地采取措施。

2.泵部件的更换周期。在生产实践中，提前更换、滞后更换磨损是很常见的，尤其是在提前更换。例如，在选煤厂的设备集中大修中，如果磨损达不到更换周期，就必须更换其他设备，造成浪费；当滞后更换时，运行更为明显不正常。即使生产过程严重，也会直接影响系统的生产。因此，选煤厂必须根据设备的运行和生产经验确定相应的更换周期。

三、防止和降低磨损的措施

可以采取各种措施来减少渣浆泵的磨损，延长其使用寿命

1.设计和制造。根据固液混合物的动力学原理和流量变化特性，进行了符合固液混合物在泵流道中运动规律、减少涡流、局部损耗和磨损的设计和泵流道内的运动规律。主要内容：沿固体颗粒在流道内的运动轨迹设计叶型和流道形状；流道断面变化均匀，以减少涡流和二次流；叶轮和泵体的相关零件应相应增加厚度。

2.材料选择和表面涂喷涂层。根据固液混合和现场使用情况，合理选择泵材料；零件，尤其是易损件零件，尼龙和各种高分子材料覆盖在过流元件的表面和位置，使泵的主要材料表面不磨损；喷涂技术用于增加过流，提高耐磨性。

3.选择合适的泵。合理选择是减少泵磨损、提高泵寿命的重要途径之一。选择泵和操作说明。合理选择适合现场工况的泵型；渣浆泵的选型详见选煤厂设计手册、现代泵设计手册和一些污泥输送分析数据。泵必须在最佳运行条件下运行，包括泵的效率范围和磨损面积。当泵速合理时，气蚀和冲蚀磨损能会降低。

分析了渣浆泵磨损的原因、一般类型和阶段，提出了减少渣浆泵磨损的措施。通过改进渣浆泵的设计，合理选择、安装和优化，从而在一定程度上延长污泥泵的使用寿命，提高渣浆泵的耐磨性和生产效率。

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