渣浆前池搅拌器改造研究

赵建华

（河北大唐国际唐山热电有限责任公司063029）

摘要：河北大唐国际唐山热电有限责任公司渣浆系统的渣浆前池原设计安装两台搅拌器，型号ZRJ-700，输出转速240r/min，搅拌器下端轴承侵泡在渣浆浆液中，容易造成下轴承渗入浆液损坏，据统计渣浆前池搅拌器2013年发生缺陷11次，2014年发生缺陷5次，给机组的安全稳定运行带来严重影响。利用脱硫吸收塔废弃的顶入式搅拌器进行替换取得成功，改造完成后2015年搅拌器全年未发生缺陷，显著提高了设备的可靠性和安全性。

关键词：渣浆前池搅拌器渣浆泵轴承润滑

一、前言

河北大唐国际唐山热电有限责任公司（以下简称唐山热电公司）安装两台300MW机组，每台机组安装一台1025吨/小时亚临界压力自然循环燃煤锅炉，由上海锅炉厂生产，两台锅炉共用一套水利除渣系统，原设计渣浆系统包含：一个渣浆前池、两台渣浆前池搅拌器（也称扰动机）、四台渣浆泵、两套浓缩机、四台泥浆泵、两台脱水仓、四台冲灰泵及相应管道、阀门、灰沟等。

两台锅炉产生的灰渣，经过捞渣机、碎渣机冷却破碎后进入灰沟，经过冲灰水的冲刷和输送沿灰沟进入渣浆前池，渣浆泵将渣浆前池的灰水经过渣浆管道送入脱水仓和浓缩机进行渣水分离，分离出的灰渣装车外运，清水自流到冲灰水前池，由冲灰泵送到锅炉重复使用。

一、搅拌器改造的实施过程

搅拌器是使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件。搅拌器的类型、尺寸及转速，对搅拌功率在总体流动和湍流脉动之间的分配都有影响。对于同一类型的搅拌器来说，在功率消耗相同的条件下，大直径、低转速的搅拌器，功率主要消耗于总体流动，有利于宏观混合。小直径、高转速的搅拌器，功率主要消耗于湍流脉动，有利于微观混合。

原设计渣浆前池安装两台ZRJ-700型搅拌器，由石家庄水泵厂生产的，使用过程中，渣浆前池搅拌器下轴承频繁损坏，给机组的安全运行带来严重影响，经过分析，渣浆前池搅拌器的损坏原因如下：

渣浆前池搅拌器安装，搅拌器下轴承低位布置，侵入到渣浆浆液中，下密封采用盘根密封，经过一段时间运行后，盘根密封需要再次压紧，确保密封严密，由于下轴承布置在浆液中，运行中很难检查确认盘根密封的工作情况，密封不严密时，浆液很容易进入轴承，造成轴承损坏。为了解决这个难题，下轴承采用SF动密封，并且改变加油方式，在搅拌器轴套筒和下轴承之间加满润滑油，每天根据油位下降情况及时补充润滑油，取得一定效果，2014年搅拌器缺陷明显下降，但仍然不能彻底解决搅拌器下轴承损坏的问题。

两台搅拌器叶轮距离渣浆池底部只有500mm，搅拌器叶轮周边500mm，每台搅拌器各布置了两台渣浆泵入口管道，搅拌器运行中，需要有临近的一台渣浆泵匹配运行，及时将搅拌器叶片周边的灰渣输走，如果临近的渣浆泵未启动，这台搅拌器叶片周边就会有相当大量的灰渣沉积，叶片工作在高浓度的渣水中，磨损非常大，下轴承受到的径向力也相应增加，轴封磨损增加，也容易造成下轴承损坏。原设计四台渣浆泵两用两备，能够保证每台搅拌器对应一台渣浆泵运行，2013年脱水仓改造后，一台渣浆泵完全能够满足渣浆系统的运行要求，当前的运行方式下，总有一台搅拌器周边没有渣浆泵匹配运行，所以2013年搅拌器的故障率也大幅度增加。

针对渣浆前池搅拌器下轴承位置过低的问题，综合队经过

认真核算，用脱硫吸收塔废弃的顶入式搅拌器，适当改造后替换原渣浆前池搅拌器，改造前后参数对比如下:

脱硫废弃搅拌器电机转速1000r/min，减速箱安装有二级减速齿轮，一级减速为一对斜齿硬齿面齿轮，减速比为1:1.6，二级减速为伞形齿轮和小直齿齿轮，减速比为1:20，本次改造主要调整一级减速齿轮的减速比，根据减速箱内部结构和尺寸，用减速比为：3.2:1的一对硬齿面直齿齿轮替换一级减速齿轮，改造后减速箱输出转速为160r/min。

新轴和新叶片用脱硫废弃搅拌器的原有部件加工而成，材质为双相钢，能够满足在渣浆前池浆液中运行时的防磨、防腐需求。

由于新搅拌器转速有所降低，为了保证搅拌器的搅拌效果，新叶轮直径改为850mm。

根据新搅拌器的安装高度，新轴长度改为4米，叶轮距池底的距离仍然为500mm。

针对当前运行工况，一台渣浆泵就能满足运行，搅拌器与渣浆泵运行不匹配的情况，也是造成搅拌器故障率增加的原因，经过认真分析，拆除了2号搅拌器，单独保留1号搅拌器运行，经过现场试验，2号搅拌器处只能积存一定量的灰渣，渣水能够顺利流入到1号搅拌器处，不影响渣浆系统的整体运行。同时将所有渣浆泵的入口管道改到1号搅拌器附近，保证了1号搅拌器与渣浆泵的匹配运行。

二、项目实施结果及实施前后对比分析

改造完成后，经过1年的运行考察，新搅拌器未发生任何缺陷，设备的可靠性和安全性都得到明显提高。

2013年，搅拌器共发生缺陷11次，更换国产轴承，发生检修费用5500元。

2014年对搅拌器加油方式进行了改进，每天检查油位下降情况，每天补充润滑油，保持搅拌器油位高于渣浆前池液位，维持下轴承的润滑环境，搅拌器的故障率明显下降，但是消耗了大量的润滑油，据统计全年共加入40号汽轮机油4大桶，共计640升。

2015年改造完成后，搅拌器全年正常运行，未发生缺陷，节约了检修备件费和大量的人工成本。

搅拌器改造过程中，更换了一级齿轮，重新加工了轴和叶片，共发生费用3000元。

将改造完成前后搅拌器缺陷发生及运行检修费用情况进行对：在2013-2015年期间，搅拌器经过改造缺陷发生次数由2013年的11次逐渐减少到2014年的5次，到2015年几乎不再发生缺陷；改造前检修配件的费用由2013年5500元增加到13000元，改造后由上年的维护费用直接减少到无任何检修配件费用的产生，极大地节省了检修的费用。渣浆前池搅拌器改造后，设备的安全性、可靠性得到大幅度提高，在一定程度上降低了检修费用和人力成本，为公司带来经济效益与社会效益。

三、科技攻关工作体会

渣浆前池搅拌器改造工作历时一年，攻关小组成员对现场问题不断分析，针对性提出解决方案，现场实施，对新发生的问题继续分析和解决，采用PDCA循环的方式，圆满解决了渣浆前池搅拌器频繁发生故障的问题，达到了预期目标。

脱硫吸收塔搅拌器改造后，废弃了8台顶入式搅拌器，这些搅拌器是进口美国设备，虽然结构形式和工作原理不适合脱硫吸收塔的需求，但是本身仍有很高的利用价值，公关小组经过讨论和分析，采用了合理的方式，对这些搅拌器进行了合理利用，其效果远远超购买新设备，为这些搅拌器的再次利用提供了良好典范。

渣浆前池搅拌器的改造工作，大大提高了设备的安全性、可靠性和经济性，取得良好效果，同时也提升了公关小组成员对解决生产难题的信心，对其他类似问题的解决，也有了良好的参照。

四、结语

经过上述改造之后，设备运行效果良好，搅拌器的处理能力明显提高，同时也避免了添加设备带来的现场管路的重新布置的大量工作，另外，渣浆前池搅拌器的改造延长了设备运转寿命，减少了设备维护工作量，对现有生产装置挖潜改造的合理性、经济性以及社会效益等方面都产生了较大效益。

参考文献:

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3马庆勇．浆液池叶轮式揽拌器设计、数值模拟及ＰＩＶ实验研巧[D]．江苏：江苏大学，2007

4王凯，虞军.搅拌设备[M].北京：化学工业出版社，2003.

5《最新火力发电优化生产设计与节能及指标管理操作实务指南》，电力科技出版社2009-3

6中国机械工程会、中国机械设计大典编委会、北京英科技术开发中心编著《机械设计手册》电子工业出版社2007-1-1

作者简介：

赵建华、1970年出生、工程师、河北大唐国际唐山热电有限责任公司检修公司综合队、从事热能动力专业工作