石家庄工业泵厂矿浆泵过流件寿命短问题分析

山西交口某氧化铝公司在使用石家庄工业泵厂有限公司的矿浆泵运行过程中，泵的耐磨过流件寿命小于一个月，该问题持续时间较长，备件已更换多套，频繁更换零件造成现场不断停产，对生产造成很大影响。用户希望尽快提出合适的解决方案，以提高过流件寿命，保证现场生产的持续稳定运行。

二、现场实际情况

在现场用户处了解得知，泵在运行20天以后，泵的运行参数有明显下降，无法保证使用，泵采用的变频电动机频率也已经调至最大频率，已经无法通过提高转速来提高的泵的参数。

泵的铭牌参数如下：流量500m3/h，扬程60m，转速825r/min，电动机功率280kW。现场实际运行参数：流量400～450m3/h；固含350g/L（±30g）；浆液密度：1.5t/m3左右；运行频率46～50Hz；电流16～21A（额定25A）；管径DN300；管路高差25～28m；管长约2 500m；弯头：约30个。

按泵铭牌参数管路扬程为60m，通过计算管路扬程约为56～58m，符合要求，但是根据泵的转速及流量查泵曲线，泵的实际工作扬程应大于80m，远高于设计的60m，与泵选型参数有较大的出入。

工况对比分析：

（1）同泵位纵向对比 现场反反映泵初期运行寿命在3个月左右，但这是从运行到更换过流件（参数不能满足要求后）的总时间，实际累计运行时间只比现在略高（因系统不稳定，且产量小，泵的运行参数小）。所以，该泵的过流件寿命自开始运行时就不高，情况与现在基本一致。

（2）横向对比 在该集团公司位于孝义的另一公司，同样泵位的泵实际运行参数：流量450～550m3/h；固含（350±30）g/L；浆液密度1.5t/m3左右；运行频率25～28Hz；电流270～320A（额定501A）；管径DN300；高差约20m；管长约120m；弯头约13个；最后计算出扬程25～30m。

经对比，虽然泵相同（200ZJ-A70），铭牌参数基本相同（一台泵流量为500m3/h，60m；另一泵流量为525m3/h，60m），但实际运行参数相差甚远，孝义公司的泵实际运行转速才555r/min左右，而交口公司的泵实际运行转速达到了990r/min左右。计算可知，泵实际运行时孝义公司泵的汽蚀余量仅是交口公司泵的汽蚀余量约31%；而泵的磨蚀速度孝义公司为交口公司的20%左右。所以孝义公司的该泵使用寿命才会长很多，可达到6个月甚至更长。通过对比，可知在孝义运行时间长是受出口管路影响，并非泵质量、矿浆罐布置等因素产生。

三、过流件寿命短的原因分析

经现场对200HZJ-B70泵拆检，观察泵件损坏状态（见下图），可以确认该泵过流件寿命短主要是因为“汽蚀损坏”严重，泵本身的磨蚀问题非主要原因。确认为泵汽蚀的原因导致的过流件寿命减少，是装置汽蚀余量（NPSHa）小于泵的汽蚀余量（NPSHr）。

泵件损坏情况图

通过对现场实际情况分析，首先是选型过程中参数不准确：在选型时设计扬程60m，根据管路计算基本符合，但是根据现场电动机转速及流量推算，实际扬程超过80m，实际情况应受实际管路影响，管路损失中的管路摩擦因数取值有较大偏差，最终使管路损失比计算数值要高，泵的实际扬程提高，使得泵的转速较高，泵汽蚀性能降低。同时装置汽蚀余量是由用户观条件决定的：现场实际浆液温度高（70～90℃），液体汽化压力小；同时在罐内搅拌器搅动使浆液进料状态不稳、浆液内含有一定量的气体等；倒灌液位受限（最高只能控制到6m）等因素都对装置汽蚀余量产生不利影响。同时在现场排查管路过程中，发现现场管路长度过长，达到2 500m，对比另外一家公司现场管路120m，现场厂区布置不合理，导致泵的参数与原选型参数有较大差别，使前期选型与实际不符。

四、解决方案

分析现场主要是“汽蚀破坏”造成泵过流件寿命短，而装置汽蚀余量、浆液性质很难改变，所以，要想改善这一情况，只能改善现场运行泵的汽蚀性能。

改善现场用泵的汽蚀性能，首先需要将泵的转速调低，同时选用汽蚀性能较好，且在小流量工况即可满足现场使用的泵。

根据现场条件，建议使用一台汽蚀性能较好的250系列泵进行试验，泵本身的汽蚀余量与原200系列泵对比基本相同，但该泵转速降到700r/min，而且500m3/h也在泵的小流量点，汽蚀性能较正常工况点更佳。

用户同意后公司协助现场完成改造安装，更换后泵的寿命明显提高，寿命达到3个月，较原寿命提高了三倍以上，保证的生产的持续运行，达了用户要求。