污泥柱塞泵大修工程总结

苏志升，龙梓坤

（广州中洲环保科技有限公司，广东广州 511400）

0 引言

某污水处理厂二期污泥储运项目，需要重新启动已闲置2年的污泥柱塞泵，该泵型号为施维英KSP25 污泥柱塞泵。闲置期间设备缺乏维护保养，存在零部件老化，油路、管路堵塞，框架锈蚀严重等问题，需要展开大修。设备大修存在的难题：①污泥柱塞泵原生产厂家已更新换代，且设备结构复杂，零部件无法适配；②系统图纸及相关参考资料说明书、图册均已丢失；③交货时间迫切，涉及零部件规格繁多，需要适配供货厂商及花费时间较多；④不可控因素较多，超预算风险控制严格。

为了便于维修工作的展开，将整机系统划分为：管路及接头、主泵体、双轴喂料螺旋、润滑系统、液压动力站、控制系统。采取同步工程模式开展工作，制定方案、拆解维修、部件采购、电控设计同步进行。为避免拆卸过程发生错漏，每一步拆解组装，均拍照留存。选定通风良好的场地进行拆卸，防止设备内残留污泥产生的可燃气体隐患。污泥柱塞泵液压原理见图1。

图1 污泥柱塞泵液压原理图

1 管路及接头

设备所有液压接头锈蚀严重，螺牙密封失效，橡胶油管、密封圈老化，需要全部更换。在没有零件图册及部件规格条件下，规格统计工作分3 步实施：①确定管件接头型式。常用液压接头型式有：平面密封接头、24°锥卡套接头、74°锥扩口接头、60°锥面接头；②确定接头螺纹规格。常用液压密封螺纹型式有：公制M 牙螺纹、英制G 牙螺纹、英制ZG 螺纹、美制NPT 螺纹；③确定接头压力等级。可划分为轻载、重载接头；④确定液压软管长度。

通过目测配合尺规检验，确定液压接头为24°卡套接头；通过牙规比对及若干螺纹接头样本试装，确定液压软管采用公制细牙螺纹型式，阀体连接接头采用英制G 牙螺纹型式；根据GB/T 3737—2008《卡套式直通管接头》，分别区分出轻载接头、重载接头，一般目测可判定出重载接头端口边缘较轻载接头厚实；粗测各液压软管长度；采用伊顿液压或派克液压体系的接头手册，标牌标记各液压接头及软管型号并编号。

2 主泵体

污泥柱塞泵主泵体由泵体框架、分配阀、主油缸、分配阀油缸、推缸及推缸活塞组成。泵体框架及分配阀属于钢结构骨架，维修难度较低，使用高压冲洗，清除内部积泥、锈蚀，并重新进行重防腐处理；主油缸及分配阀油缸采取同样的维修方案，并确保维修后达到工作压力密封等级。

2.1 油缸（主油缸+分配阀油缸）

污泥柱塞泵油缸静置时间过长，内部密封件老化产生较大胶合力，造成油缸前端盖及导向套拆除困难。通过外接小型液压站，往油缸内缓慢泵油将活塞杆顶出，切忌采用空气压缩机泵压方式。

拆解油缸各部件并用煤油清洗干净各个部件；目测、触感缸筒及活塞杆等部件表面、密封部位的质量，只有轻微点蚀，不影响使用，清洗后用无尘布包裹，防止二次污染；测量各密封槽尺寸，结合密封件外形，查阅比对Parker 或Hallite等大型品牌密封手册，确定各密封圈型号规格；编号标记并用密封袋保存。

主油缸采用双联动结构，缸筒上采用耐高压接近开关结构型式，开关已损坏，由于该结构安装精度要求高，调节难度高，型号规格较难匹配，在确定螺纹规格情况下，采用堵头封堵接口，在油缸及推缸之间的冷却水箱内配置IP68 防水接近开关，检测活塞活动行程，降低检测精度。

2.2 主泵体推缸及活塞

主泵体推缸直接接触污泥介质，使用高压冲洗枪冲洗干净后，检测缸体表面镀铬层的磨损划痕，确保推缸处于可正常使用状态后，在推缸内壁涂抹一层防护油脂，两端用工业拉伸膜包裹防尘。

推缸活塞为铸钢包覆橡胶一体式活塞，已严重腐蚀失效，原厂产品更新换代后，现有部件的接口无法对接，因此无法提供该规格备件。改为分体式活塞，根据现场测绘尺寸，活塞公称直径150 mm，活塞密封及导向环均采用常规混凝土泵活塞配件替代，活塞骨架在保证尺寸、连接接口耦合性的前提下，进行自主设计制造。

3 双轴喂料螺旋

双轴喂料螺旋总成采用液压马达配同步齿轮箱驱动螺旋轴转动，拧出齿轮箱底部油塞，排出废齿轮油；拆卸齿轮箱机罩壳体，所有内部部件用煤油反复清洗2～3 次；拆除所有油封，一般油封表面均标识其规格型号，编号标记并用密封袋保存；配件配齐后组装一体，齿轮箱灌入NG220 重载齿轮油，油位达到观察孔位置即可。

螺旋槽体防腐性能对设备使用寿命影响大，由于槽体内部锈蚀严重，打磨除锈后，需采用环氧重防腐工艺进行处理；槽体两端的轴承套、填料函密封均为易损件，且属于常规标准件，测绘其关键尺寸后即可按规格采购供货。螺旋需在洁净环境下拆卸清洗洁净，主轴密封接触面表面涂抹润滑脂后组装完整。

4 润滑系统

污泥柱塞泵系统采用单点自动注油的润滑方式，共8 个注油点，分别为主泵体分配阀油缸密封座润滑口×4、双轴喂料螺旋密封座润滑口×4，此润滑工艺不利于日常监控。采用集中润滑系统替代原润滑工艺方案，原理如图2 所示。

图2 集中润滑系统原理

5 液压站

液压站残留的液压油具有润滑防锈作用，本体损坏较少，针对电机、传感器、继电器、电磁阀等电气元器件，需分别单独进行电气测试检查。电机散热罩、散热风扇均需拆卸并清洁干净，液压泵未完成排障前，电机不允许单动启动。液压压力表搁置多年，且无定期校验，需按失效处理，需全部拆除，压力表均为快速接头结构，拆除后接口无需做封堵处理。液压泵为三联柱塞泵，属于核心元件，对工作油品质量极其敏感，维修过程中要避免接头、管件内部锈块等异物进入泵内，维修时拆除液压泵进出油口的管路，外接齿轮泵，分别对3 个液压泵体进行泵油冲洗，确保出油无杂质后做好封堵措施。

液压站管件接头依照前文所述方式进行拆除更换后，打开液压站排油阀，排出废油，用工业擦拭纸清洁干净油箱；拆除液压站滤芯，外接液压泵进行管道、油路冲洗。由于液压站阀件油路较多，需罗列各电磁阀工作组合回路并并逐一进行冲洗，确保所有阀件、阀块、油路内部杂质排出。所有部件、管路清洗干净后，安装滤芯，将液压站出油口与回油口串接，启动液压站使空载循环运行，期间切换各电磁阀回路，确保液压站整机各个油路循环运行2～3 min，然后二次更换滤芯。液压站所有油路完成循环运行后，重新安装液压压力表并进行排气处理，完成液压站整机维修维护。

6 控制柜

原有污泥柱塞泵电控柜采用传统的继电器控制模式，存在元器件老化、缺失及柜体锈蚀严重等问题，由于需要查线检验，存在耗时长、排障难等困难，本次设备大修采用PLC 集成控制系统的方案替换原整机柜体，表1 为污泥柱塞泵电气控制清单。

表1 污泥柱塞泵电气控制清单

7 整机

污泥柱塞泵完成维修组装后，需要分别对主泵体水箱、分配阀、螺旋等接触污泥介质位置进行水密封性测试，对泄漏部位重新处理，确保整机满足密封性能。针对污泥柱塞泵的苛刻使用环境，需整机进行重型防腐处理，涂层厚度≥320 μm。设备出厂前，确保所有阀门启闭到位，然后进行整机联调测试，自动运行时间≥2 h，确保电控系统的稳定可靠。设备打包前，排出油箱液压油，所有液压管件接头均采取密封措施，到达现场后拆封，避免异物进入。维修后产生的废油、污泥等废弃物需按照规定处置，避免污染外溢造成二次污染。图3 为污泥柱塞泵维修前后对比。

图3 污泥柱塞泵维修前后

8 结语

（1）通过大修，设备重新投入运营并达到运行条件，满足污泥泵送工艺要求。

（2）在缺少参考资料的情况下，采取同步工程，边维修边制定方案，保证了维修工期，设备大修成本得到有效控制，可为同类泵送系统大修提供借鉴。