降低管道泵冷卻水消耗

于珍（蘭州石化三葉公司，甘肅蘭州730060）

降低管道泵冷卻水消耗

于珍（蘭州石化三葉公司，甘肅蘭州730060）

本文針對鋁溶膠裝置管道泵使用過程中外置冷卻水冷卻效果差、用水量大、冬季生產冷卻水飛濺造成地面結冰等現狀進行研究，提出了改進方案，并于2014年4月應用于實踐，有效解決了上述問題。

管道泵；結構改造；冷卻水；節約

前言

鋁溶膠生產原理為鹽酸與鋁片反應，生成H2與鋁溶膠，主要設備為夾套反應釜、冷凝器及循環泵。其中，循環泵選擇了結構簡單，易于維修，采購成本較低的玻璃鋼管道泵，由于生產鋁溶膠90%以上的時間反應溫度都保持在90℃以上，且鋁溶膠粘度較大，為此給管道泵增加了外置冷卻水，對機泵動靜環密封面進行冷卻，以保證機泵長周期運轉。但在近年運行過程中發現：⑴外置冷卻水用水量較大，造成了很大的能源損耗；⑵大部分冷卻水飛濺到周邊地面，不但影響了裝置現場規格化，還給冬季生產造成了安全隱患。為了解決以上問題，需對裝置機泵結構進行改進。

一、技術思路及方案實施

技術思路

我們從管道泵結構及機械密封的工作原理出發，計劃給管道泵設計安裝一套儲水盒，將被甩出的冷卻水進行匯聚回流到動靜環處，既減少了冷卻水用量又提高了冷卻效果。參照裝置帶密封水盒的臥式泵運行情況，預計可節約60%-70%冷卻水量。

方案實施

1.首先對管道泵結構進行分析

圖1 管道泵密封部位構造圖

如上圖所示，管道泵需冷卻水冷卻的部位為機械密封處，管道泵機械密封動環安裝在泵軸上，在工作時和軸一起轉動，機械密封靜環由泵蓋和密封壓蓋固定在泵體上，動靜環相互配合起到密封作用，防止泵殼內液體的泄漏。在機泵運行時，由于動環和靜環的接觸面相互摩擦產生熱量，同時熱量的傳遞使得密封組件快速升溫，當溫度升高到一定程度，如果沒有降溫措施，動環和靜環將由于其材料耐熱程度的限制而變形、磨損，導致機泵泄漏，達不到密封的目的。

2.管道泵儲水盒的設計

如上文所述，根據管道泵整體結構及各部位具體安裝尺寸，對管道泵儲水盒進行了理論設計，設計圖如下：

圖2 儲水盒及蓋子設計圖

3.管道泵儲水盒的加工及安裝

（1）儲水盒加工

a.儲水盒尺寸：如前文圖2所示

b.儲水盒材質：考慮到儲水盒的防銹性能，主體材質選擇不銹鋼；考慮到儲水盒便于觀察內部水位，上蓋材料選擇有機玻璃。3月底，依據上述要求，外協加工了1套儲水盒。

（2）儲水盒的安裝及試運行

儲水盒加工完成后，于4月8日將其安裝在泵-2上，進行試運行。試運行期間，經過觀察，該儲水盒的優缺點如下：

優點：⑴將冷卻水進行匯集、存儲，提高冷卻水利用率；⑵對進水口進行密封，減少冷卻水流失；⑶卻水出水定點排出，避免冷卻水亂排亂放，規范了現場管理，減少了冬季生產安全隱患；⑷冷卻水在靜環壓蓋處匯集，對機封動靜環接觸面充分冷卻，冷卻點準確，提高了冷卻效果。

缺點：⑴儲水盒上蓋材質為有機玻璃，較輕，冷卻水量稍大時極易被離心力較大的冷卻水沖開，起不到擋水的作用；⑵儲水盒上蓋尺寸偏寬，不易于散熱。

4.儲水盒上蓋調整

根據泵-2儲水盒試運行情況，對儲水盒上蓋材質及尺寸進行了調整：材質由有機玻璃調整為不銹鋼，寬度由22減小為11。并依據調整后的尺寸外協加工了10套儲水盒。

5.具體安裝及試運行情況

4月底，10套儲水盒制作完成后，陸續對泵-2、泵-3、泵-4、泵-14、泵-16、泵-17進行了改造、安裝，截至目前，上述6臺機泵運行平穩正常。

二、實施效果及效果評估

加工完成的儲水盒，于4月底至10月底，陸續在裝置管道泵上進行了安裝，截至目前管道泵運行平穩正常。

車間對改造前后的管道泵（泵-12、泵-14）冷卻水排放量進行了統計、比較，數據如下表所示。

表-1 管道泵改造前后冷卻水排放量統計表

根據表-1管道泵改造前后冷卻水排放量統計，可以核算出11臺管道泵改造完成后每年的節水量：

裝置8具反應釜生產，有8臺管道泵24小時長周期運轉，改造完成后，8臺管道泵每年可節水：

（85.1m l/s-21.25m l/s）×86400S×365天×8臺=16108.59立方

每噸水的價格為6.44元，排污費為3.59元/噸，故每年可節約費用：

16108.59噸×（6.44+3.59）元/噸=161569.16元

即：改造后的管道泵，每年可節約水費16.16萬元

三、結語

本次管道泵結構的改進是針對管道泵使用過程中外置冷卻水冷卻效果差、用水量大、冬季生產冷卻水飛濺造成地面結冰等現狀而進行的改進。改進后管道泵的實際運行情況表明，經過此次改進極大地降低了管道泵冷卻水消耗，提高了冷卻效果，改善了設備現場規格化管理，達到了預期的效果。