摘要：隨著我國科學技術(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化技術(shù)已經(jīng)基本實現(xiàn)現(xiàn)場運作的自動化，在未來還會朝著智能化發(fā)展。在大型工業(yè)操作現(xiàn)場已經(jīng)基本脫離體力勞作，都會采用大型的設(shè)備工作，減少人力成本，提高生產(chǎn)效率。現(xiàn)在工業(yè)的工作者都是維修者居多，用來檢修大型設(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力吹脫液體中的二氧化碳，減少液體對鍋爐的腐蝕作用，目前被大量應用在工業(yè)領(lǐng)域中，且當脫氣塔作為曝光裝置時會大量減少電能的使用。如果脫氣塔出現(xiàn)故障會導致惡劣的影響，所以應該注意對該設(shè)備的檢修管理。脫氣塔內(nèi)含有釜泵，釜泵如果出現(xiàn)問題會直接導致脫氣塔無法正常工作，還會影響整個生產(chǎn)車間的生產(chǎn)進度。釜泵使用一段時間后容易出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象，應該找出斷軸原因，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，當作為除碳設(shè)備出現(xiàn)時是為避免鍋爐被碳酸腐蝕，提前將液體中的二氧化碳清除，主要被放置在陽離子交換器或者反滲透裝置之后。當作為曝光設(shè)備出現(xiàn)時，是對鐵、錳進行氧化處理，放置在鐵錳過濾器之前，提高鐵錳過濾器的過濾效果。脫氣塔作為曝光裝置存在時有利于節(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)部有一個釜泵，這是整個裝置最重要的組成部分，為整個環(huán)節(jié)提供動力來源。

二、脫氣塔釜泵斷軸產(chǎn)生原因分析

當脫氣塔使用一段時間段后，釜泵都會容易出現(xiàn)斷軸現(xiàn)象，其主要表現(xiàn)為軸承箱內(nèi)震動幅度大且伴有雜音。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)過一段時間的分析可以發(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致的。通過以上分析原因大致有四點，第一點是軸承的強度不足，本身具有一定的質(zhì)量問題，導致在正常運轉(zhuǎn)時無法承受徑向應力或無法承受其生產(chǎn)強度導致徑向斷裂。第二點是泵的整體設(shè)計結(jié)構(gòu)并不合理，釜泵的整體受力結(jié)構(gòu)不平衡，導致釜泵軸承斷裂。第三點是由于釜泵軸承徑向應力過大，導致在正常運轉(zhuǎn)時發(fā)生物理形變。第四點是由于軸承的質(zhì)量出現(xiàn)問題，在熱處理過程中生產(chǎn)工人操作不當導致軸承出現(xiàn)質(zhì)量問題。以上幾點均為猜測，需要進一步排查，繼續(xù)分析驗證軸承斷裂的原因。

經(jīng)過實驗分析，當釜泵的實際流動量大于額定流動量時會導致泵內(nèi)的葉輪一側(cè)受力過大，進一步導致軸承的一側(cè)受力偏大，經(jīng)過一段時間的發(fā)展，軸承因為無法承受超強的彎曲應力會發(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，導致軸承應力集中在該處直接導致軸承斷裂。

三、釜泵斷軸處理措施及預防

（一）擴大平衡孔徑

經(jīng)過一番計算，發(fā)現(xiàn)釜泵的軸向力為12309.7N，其遠超釜泵的承受范圍，可以通過擴大平衡孔孔徑這一方法增強軸承的承受能力。目前，我國大部分的企業(yè)都會采用這一方法增強釜泵的性能。并且根據(jù)我國現(xiàn)有對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)過計算得知，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)。因為其口環(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，所以應該擴大平衡孔的孔徑，使其比例可以達到最佳值的范圍。如果按照口環(huán)間隙面積占據(jù)平衡孔總面積的1/5來計算，平衡孔總面積應為S=5S2=5×188.902=944.51mm2，已知面積公式為S1=1/4πd2bz，經(jīng)計算d=20.02mm。目前實際的平衡孔孔徑為13mm。經(jīng)過分析可得，可將其孔徑由13mm擴張至20mm。通過這一操作可以降低釜泵的實際流量，也可以對泵總體的軸向力進行控制，使其軸承保持平衡狀態(tài)。

（二）改變泵軸關(guān)鍵部位設(shè)計

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

四、結(jié)語

脫氣塔釜泵在生產(chǎn)流程中十分重要，如果設(shè)備質(zhì)量不過關(guān)可能會影響工業(yè)生產(chǎn)進度，降低生產(chǎn)效率，所以應該增強其釜泵的質(zhì)量，讓其在生產(chǎn)中平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。經(jīng)過本文分析可知，其釜泵軸承斷裂是由于其泵內(nèi)實際流量大于額定流量，導致葉輪一側(cè)應力過大，軸承不平衡，也受到較強的形變力的影響，造成軸承易斷裂，維修人員可以通過擴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，將其部位變?yōu)榈箞A角設(shè)計，分散軸向力，提高設(shè)備性能。

參考文獻：

[1]文全國，周姣容，王峰.脫氣塔釜泵斷軸原因分析及應對措施[J].石油化工設(shè)備技術(shù)，2018，39（02）：21-25+6.

[2]王鵬，范洪明，顏巖.AP1000核電廠脫氣塔真空泵運行特性研究[J].真空科學與技術(shù)學報，2017，37（04）：369-371.

[3]胡茜茜，王若莉，趙公奇，等.油田地面工程脫氣塔配管安裝分析[J].石油和化工設(shè)備，2016，19（11）：37-40.

[4]吳曉霞，文全國，王春筍.塔釜泵振動大原因分析及處理[J].設(shè)備管理與維修，2016，（09）：33-34.

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