屏蔽泵在碳酸二甲酯裝置中的故障分析及處理措施

呂常軍(遼河油田石油化工總廠 124010)

一、酸二甲酯裝置簡(jiǎn)介

遼河油田大力集團(tuán)化工分公司1.6×104t/a碳酸二甲酯裝置于2009年7月建成投產(chǎn),其裝置是一套精細(xì)化工裝置，裝置采用連續(xù)精餾方式生產(chǎn)，生產(chǎn)流程可分為碳酸丙烯酯（PC）合成、碳酸二甲酯（DMC）合成、精餾貯存三個(gè)工序。整套裝置的物料均為易燃易爆介質(zhì)，部分介質(zhì)有強(qiáng)腐蝕性。為了減少物料的的泄漏,設(shè)計(jì)時(shí)特將裝置所有的卸車泵、輸送泵、進(jìn)料泵、回流泵全部選用屏蔽泵共77臺(tái)，采用的屏蔽泵種類有基本型、高溫型、逆循環(huán)型、自吸型、泥漿型。

二、故障原因分析

1、屏蔽泵在日常檢維修過程中，出現(xiàn)屏蔽泵回裝困難，部分回裝后在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中葉輪端出現(xiàn)異常聲響或電流超高。碳酸二甲酯裝置由于占地面積所限，設(shè)計(jì)過程中將空間壓縮，整體裝置布局十分緊湊，導(dǎo)致大部分泵出口管線沒有支撐，設(shè)備在未使用的過程中整體管線重量形成的重力集中于葉輪端，設(shè)備的水平性較差，造成設(shè)備在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中轉(zhuǎn)子軸套與石墨軸承之間的間隙不均勻，導(dǎo)致石墨軸承不規(guī)則的磨損，最終石墨軸承與軸套的間隙過大，設(shè)備停車維修。

2、T204進(jìn)料泵、回流泵多次出現(xiàn)軸承與軸套抱死現(xiàn)象及泵體振動(dòng)較大

2.1 P2401進(jìn)料泵抱軸現(xiàn)象

由于T204為加壓塔，塔壓力控制指標(biāo)為0.6MPa，在裝置運(yùn)行過程中由于操作問題及蒸汽壓力的影響會(huì)造成塔壓力超高，當(dāng)壓力超過0.77MPa時(shí)，受進(jìn)料高度的影響泵揚(yáng)程已不能滿足進(jìn)料的條件，泵出口閥門相當(dāng)于關(guān)閉狀態(tài)，由于物料為甲醇和碳酸二甲酯，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，在泵體內(nèi)產(chǎn)生汽蝕，在石墨軸承與軸套之間的液體膜出現(xiàn)氣泡，屏蔽泵輸送的介質(zhì)是對(duì)軸承的潤(rùn)滑冷卻并且對(duì)電機(jī)的冷卻都起著非常重要的作用,因此,在循環(huán)液的不連續(xù)時(shí),就會(huì)導(dǎo)致軸承與軸套、軸承與推力盤之間的流動(dòng)液膜遭到破壞,軸承產(chǎn)生的熱量帶不走,加快了軸承的磨損。時(shí)間過長(zhǎng)就會(huì)造成石墨軸承與軸套的干磨，最后導(dǎo)致抱軸現(xiàn)象。

2.2 P2402回流泵抱軸現(xiàn)象

（1）P2402為高溫型泵，冷卻盤管對(duì)循環(huán)液的冷卻起著極其重要的作用，由于碳酸二甲酯循環(huán)水系統(tǒng)的問題，在系統(tǒng)管線中結(jié)構(gòu)現(xiàn)象比較嚴(yán)重，冷卻盤管細(xì)，久而久之，盤管慢慢堵塞，循環(huán)水流速較慢，循環(huán)液的溫度不能有效的降低，加速了冷卻盤管堵塞，同時(shí)泵體內(nèi)同樣會(huì)出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，最終導(dǎo)致抱軸現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）P2402b在維修的過程中，有一次發(fā)現(xiàn)葉輪出現(xiàn)裂紋，為了防止葉輪在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中損壞，為裂紋處補(bǔ)焊后重新打磨，正是由于此原因打破轉(zhuǎn)子原有的動(dòng)平衡，造成石墨軸承劇烈磨損，最終短時(shí)間內(nèi)軸承、推力盤損壞，石墨軸承與軸套抱死。

2.3 泵體振動(dòng)較大

（1）由于T204為加壓塔，塔的壓力對(duì)泵的出口壓力是作用力與反作用力，造成泵體振動(dòng)的加大。

（2）泵基礎(chǔ)松動(dòng)而引起的振動(dòng)，P2401、P2402配用的都是37KW的電機(jī)，是整個(gè)裝置功率最大的屏蔽泵。地腳螺栓同3.7KW的屏蔽泵同樣采用兩只M12×25的單頭螺栓緊固，加之T204為加壓塔的原因使整個(gè)泵體的振動(dòng)加大。

（3）泵在啟動(dòng)初期出口閥未開，泵內(nèi)氣體無法徹底排盡，泵氣蝕而引起振動(dòng)。泵啟動(dòng)后泵出口閥流量不調(diào)至大于泵最小運(yùn)行流量，泵內(nèi)液體在泵內(nèi)循環(huán)受熱汽化引起氣蝕振動(dòng)。

3、P2201、P2202 頻繁損壞

3.1 P2201、P2202是泥漿型屏蔽泵，特點(diǎn)是泵體尾部裝有一個(gè)清液罐，泵體內(nèi)裝有機(jī)械密封，在使用的過程中，在清液罐中加入不易汽化的液體（本裝置采用丙二醇作為清液）后，充入≤0.2MPa的氮?dú)獗Ｗo(hù)氣，防止?jié)嵋哼M(jìn)入泵體內(nèi)加速石墨軸承的磨損，在使用的過程中，由于氮?dú)忾y門內(nèi)漏導(dǎo)致尾罐壓力過高，將清液全部壓入泵出口，導(dǎo)致泵內(nèi)充滿氮?dú)猓瑢?dǎo)致屏蔽泵抽空，久而久之軸承磨損嚴(yán)重。

3.2 由于裝置工藝的特點(diǎn)，T202釜及碳化罐無聊中含有部分結(jié)晶鹽，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)后，部分結(jié)晶鹽促使機(jī)械密封端面磨損，濁液進(jìn)入泵體內(nèi)部，加速石墨軸承的磨損。

4、部分屏蔽泵出現(xiàn)泵體溫度高，TRG顯示表指示，電機(jī)絕緣、電流均正常

屏蔽泵對(duì)工作流量的要求比較高，出口流量需要控制在最小流量以上，如果低于最小流量，轉(zhuǎn)子葉輪對(duì)泵體內(nèi)的物料反復(fù)做功，泵出口開度小，泵出口返回到泵體內(nèi)的循環(huán)液有限，不能有效降低軸承溫度，最終導(dǎo)致泵體溫度高。

三、處理措施

1、屏蔽泵出入口管線適當(dāng)增加管托，減輕施加于泵體的重力。

2、加強(qiáng)循環(huán)水的管理或機(jī)泵冷卻水改為除鹽水后，進(jìn)入蒸汽冷凝水罐，冷卻盤管與夾套冷卻水串聯(lián)，提高水壓；加強(qiáng)工藝管理，參數(shù)控制，泵出入口增加副線；減少泵出口流量的大幅度增減，以減少由此原因造成的汽蝕振動(dòng)，加固泵體地腳螺栓改成四套螺栓同時(shí)緊固。

3、屬于選型問題，更換成普通離心泵，采用水沖洗機(jī)械密封型式的離心泵。

4、泵出入口增加副線。

四、結(jié)論

上述故障分析及處理措施，基本適用于部分屏蔽泵的故障，基本可以保證屏蔽泵的長(zhǎng)周期運(yùn)行，進(jìn)而減少設(shè)備檢修費(fèi)用,具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,可見加強(qiáng)屏蔽泵的日常維護(hù)管理，一般性故障瓶頸能得到及時(shí)有效地處理，才能保障裝置的長(zhǎng)周期平穩(wěn)運(yùn)行。