双缸蒸汽往复泵汽缸修复

陈智春

摘 要：通过对往复泵在运行中出现的汽缸填料泄漏、蒸汽损耗大的问题进行了认真分析后，发现汽缸内径磨损，汽缸活塞拉杆下沉，因此对汽缸进行了镶套修复，取得了良好的效果。

关键词：往复泵;汽缸;修复

1 概述

炼油厂酮苯糠醛车间有4台仿前苏联的双缸蒸汽往复泵（型号：2QYR-112/25），驱动蒸汽压力为1.0MPa，于1980年安装投入生产，正常生产时运行2台，其余两台做为备用泵，保证连续生产。该泵为转鼓真空过滤机的蜡液输出泵，由于泵长期运行，汽缸内径磨损，间隙超差，因此经常出现填料泄漏严重、活塞杆磨损加快、蒸汽损耗大的问题，无法达到长周期运行的目的。

2 结构原理

2.1 蒸汽往复泵的结构

双缸蒸汽往复泵的结构主要由汽缸、连接体、填料箱和液缸等四部分组成。汽缸一般用铸铁或球墨铸铁铸成，它将蒸汽的能量作用在汽缸活塞上转变为往复运动的机械能，通过活塞杆传递给液缸活塞挤压液体作功。汽缸内活塞上装有活塞环，对于汽缸两侧起到密封作用。连接体主要连接汽缸、液缸，支承各运动件对中。填料箱由填料箱体、底环、密封环、盘根、格兰组成，起拉杆密封作用。液缸由缸体、缸套、阀室等组成。

2.2 蒸汽往复泵的工作原理

当活塞由左向右移动时，液缸左边的工作室容积逐渐增大，压力降低。容器中的液体在压力差的作用下，克服吸入管内水力损失及吸入阀的阻力，顶开液缸左边的吸入阀，进入左边工作室。左边的排出阀受到排除管道中液体的压力作用而关闭。与此同时，右边工作室容积逐渐变小，活塞运动的机械能转换成液体的压力能，使右工作室内液体的压力逐渐升高。在液体压力作用下，右边的吸入阀关闭，而排出阀则被顶开，具有较高压力的液体就通过排出阀排出管道中。当活塞移动到右边端点时，左边工作室容积达到最大，右边工作室容积最小。

当活塞向左移动时，右边排出阀关闭，吸入阀打开，吸入液体。左边工作室的吸入阀关闭，排出阀打开，排出高压液体。当活塞移动到左边端点时，左边工作室容积最小，右边工作室容积最大。然后活塞又重新开始向右移动，即开始一个新的工作循环。

3 原因分析及处理方法

3.1 原因分析

泵解体后，经过对零部件的测量，得出结论，填料泄漏的主要原因是汽缸内径磨损严重，活塞下沉，活塞杆与填料压盖产生摩擦，活塞杆磨损有沟痕，因此填料经常泄漏。

汽缸在工作时的蒸汽温度为250℃，虽然加入了一些润滑油，但由于汽缸温度高，使得润滑油的粘度指数降低，在两表面间没有形成完整的油膜。在这样的工况下运行，活塞环与汽缸磨损也就随之产生。经过长时间的运行磨损，造成活塞环与汽缸的配合间隙超差，原汽缸尺寸为Φ450mm，测量磨损后的汽缸尺寸为Φ459.8mm，最大间隙超差9.8mm，汽缸活塞环起不到密封的作用，在同等蒸汽量和相同压力下，活塞两端的压力差减小，蒸汽往复泵的冲程次数减少。为了满足生产需要，弥补汽缸活塞环与汽缸之间的蒸汽泄漏量，必须增大蒸汽阀门的开度来增加冲程次数，因此，蒸汽耗量上升。测得当时的装置总处理量为65t/h，停运前的蒸汽总量为7.4t/h。

活塞下沉后，活塞杆与填料压盖内径产生摩擦，填料压盖内径原尺寸为Φ69mm，测量磨损后的填料压盖内径尺寸为Φ73.6mm。

3.2 处理方法

针对上述原因分析，经过论证，认为将汽缸内径镗圆，重新镶套使内径达到标准尺寸，填料压盖内径修复镶套，可使泵达到原泵设计要求。

4 实施

4.1 缸套的毛坯预制

根据原泵设计，汽缸套的材质选择HT24～44，硬度为HB200～240。铸造后的毛坯应作消除应力处理，铸件金相组织基体为珠光体，表面不允许有砂眼、缩孔等任何缺陷。

4.2 缸套的修复

首先将原汽缸内径上镗床，以φ490孔为基准镗至尺寸φ470mm。缸套内径粗车削至小于φ450mm，外径车削至φ470mm，将缸套压入汽缸中，配合采用H7/n6。然后加工缸套内径，仍以φ490孔为基准加工磨至φ450+ 0.12mm。加工后的缸套内径表面粗糙度Ra=0.8，园度小于0.03mm，园柱度小于0.06mm。

4.3 填料压盖的修复

将填料压盖内径车削至φ79mm，将加工好的小套压入填料压盖中，配合采用H7/p6。然后加工填料压盖内径，车削至原尺寸φ69mm。

5 修复后的运行情况和经济效益

5.1 修复后的运行情况

经过对蒸汽往复泵修复后进行试车，为了测试改造后的效果，将装置的总处理量控制在65t/h，以保证测试数据的可比性，泵开启后的装置总蒸汽量为7.0t/h，比磨损后的蒸汽总量降低了0.4t/h。泵运行24h进行验收：蒸汽往复泵运行平稳，出口流量能够满足生产需求;油缸泄漏量小于10滴/分，汽缸填料无明显蒸汽泄漏;注油器下油量稳定并符合运行要求;在处理量稳定在65t/h，收率56%时，装置的蒸汽总量仍然保持在7.0t/h。该泵汽缸修复后，运行平稳，流量能够满足生产需要，汽缸填料无明显蒸汽泄漏。装置的蒸汽耗量明显降低。以上结果表明，对双缸蒸汽往复泵的汽缸修复取得了良好的效果。

5.2 经济效益

①修复前的配件费用：该泵修复前，平均每月更换汽缸活塞杆2根，每月更换填料2次，每次10圈填料。每年活塞杆费用：2×12×3076=78324元。每年填料费用：10×24×382=91680元;②修复后的配件费用：该泵修复后，活塞杆可使用一年以上，填料每季度更换一次。每年活塞杆费用：2×3076=6152元。每年填料费用：10×4×382=15280元;③蒸汽耗量：该泵汽缸修复后，根据装置测算，每小时可节约蒸汽0.4t。每年可节约蒸汽：0.4×24×365×90=315360元;④总的效益：每年可节约费用：315360+78324+91680-6152-15280-21500（汽缸修复费用）=442432元。

6 结论

通过对蒸汽往复泵的汽缸修复，大大降低了填料的泄漏率，降低了蒸汽的损耗，从而降低了员工的劳动强度，保证了装置的长周期运行。

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