转炉除尘浊环水泵的喘振故障分析及解决方案

段君毅

（山西太钢不锈钢股份有限公司， 山西 太原 030003）

转炉湿法除尘中，需要足够的水量满足除尘，同时需要足够的压力满足喷头形成喷淋形状且保证在吹炼初期瞬间大量高温烟尘冲击下不发生严重变形，从而提高除尘效果，减少环保事件的发生。浊环水泵的稳定供水是保障除尘效果的关键点。

1 转炉湿法除尘工艺及要求

1.1 湿法除尘工艺

转炉炼钢煤气回收系统也就是OG系统，该煤气净化采用湿法除尘，除尘系统主要包含：预洗涤塔、RS、重力脱水器，风机，泥浆处理，水处理，洗涤泵等系统。除尘水由洗涤泵泵送到预洗涤塔的4个切向喷头，烟气通过预洗涤塔时被水喷淋，将其中的粉尘等固体颗粒冲刷到水中，同时起到降低烟气温度的作用。被初步净化的烟气通过RS时，截面积减小，烟气流速急速增加，此时被1个喷头再次喷淋，烟气得到最终净化，达到排放要求。最后烟气通过重力脱水，被风机送往煤气回收气柜或放散。除尘后的泥水由退水槽进入粗颗粒机，将水中的大颗粒与水分离，之后泥水进入沉淀池，经过自然沉积后，上层水循环利用，底层泥浆被泵送到压滤机进行固液分离，泥饼将被回收利用。

1.2 水量要求

4个切向喷头总水量约210 t/h，其中靠近上部高温烟气的喷头流量要高一些，一般约87 t/h，RS喷头流量约65 t/h，溢流水封约45 t/h，因此总水量一般不小于320 t/h。

1.3 压力要求

切向喷头的喷水口有严格的尺寸要求，为满足水量，要求供水总压力不小于0.55 MPa，因此，喷头喷形才能整齐、稳定，满足烟气洗涤要求。

2 浊环水泵故障分析

2.1 常见故障

故障频发的泵是供1号转炉除尘水，该转炉是用来生产不锈钢的，不锈钢生产时添加的大量铬铁原料，产生的烟气大，且冶炼时间长，因此对供水压力及水量要求很高，泵出口压力需要达到0.9 MPa，选用的泵型号为8sh-6，配用电机110 kW，转速2960 r/min，单台泵水量略微欠缺，因此用2台泵并联运行，但1台泵出口阀门只开约1/5。设计共3台泵，其中2台泵在线运行，使用两个月左右，泵就会出现振动大、轴封大量漏水、泵及电机噪音大等故障。而且一旦出现轴封漏水增加的情况，常常就会引起轴承泡水并损坏的连锁故障。两用一备的运行方式，就导致一出现故障就需要立即检修，否则没有备用泵，会有影响冶炼的热停工风险。而且这对运行和维护都增加了很大的负荷。

2.2 查找故障原因并分析

在检修过程中，发现泵叶轮有受冲刷的痕迹，叶轮本身材质为普通铸铁，叶轮表面会形成麻点，甚至会有穿透叶轮的孔洞出现。而轴套本身并没有严重的磨损，如下页图1所示。

轴承采用油脂润滑，能够对抗少量进水。但是轴承损坏常因为轴封大量漏水，泵转速高，短时间内就会导致油脂减少，并进冲入杂质，轴承保持架损坏，泵支持结构被破坏，振动大。

通过运行时的点检，发现2台泵会周期出现强烈的振动期，一般是在烟气量激烈增加的冶炼阶段，大量高温烟气会影响预洗涤塔喷头的喷淋，从而导致泵流量出现微小波动。此时2台泵并联运行，阀门开度小的泵运行在不稳定状态，微小的波动就导致2台并联泵出现对抗，加上主管道要供到转炉区域，转弯多，长度超过150 m，可能有气相部分，这样就导致2台泵出现喘振[1]。

图1 叶轮被侵蚀

此外，泵出口阀门开度过小，泵效率低，叶轮在水中空运行，在水压作用下内部会形成水流，不仅冲刷吸水环，还导致泵吸水侧水压也增加，轴封对抗压力过高，轴封失效漏水，产生轴承损坏等一系列的故障，如图2所示。

图2 与吸水环配合部分被冲刷

由此分析，单泵参数不能满足供水要求，但2台并联泵运行条件却不好，周期性的发生喘振现象，这是对泵使用寿命影响的重要因素。

3 解决方案及试行

将泵的转子叶轮更换成更大流量的叶轮型号，以满足供水要求。

通过查找供应商提供的8sh-6型号泵的具体参数，选择最大的流量及压力区间的转子组，通过试运行，泵出口供水压力可达0.95 MPa，转炉除尘总管流量可达325 t/h，压力0.6 MPa以上，完全可以满足供水要求。并且泵的出口阀门全开，运行十分平稳，泵效率最高，此外，少开1台泵后，用电量减少，备件等维护费用大大降低。

在运行了近一年的时间里，泵能够以最高效率一直稳定运行至今，期间在转炉大修时停机，经检查，泵及电机轴承无异音，即使是普通铸铁材质的泵叶轮也未出现严重磨损，轴套磨损正常。

4 结语

通过对设备运行的仔细观察和分析，发现其运行异常情况的内在联系，然后将实际现象与理论研究相结合，找到了2台并联泵的喘振问题，喘振对泵运行寿命影响极大，再加上两用一备的运行方式并不合理，这样就有了解决问题的思路和科学方法，即选择大流量的叶轮转子组。稳定运行后，供水工序的运行成本降低近一半，维护压力的成本也极大地降低。