高壓煤漿泵在線消漏技術研究與分析

李忠勇，王鵬山

(陜西長青能源化工有限公司，陜西寶雞 721405)

某甲醇生產裝置采用德士古水煤漿氣化生產技術制取水煤氣，生產系統2開1備。高壓煤漿泵作為德士古氣化生產工藝的關鍵設備，結構較為復雜，一旦泵體發生煤漿、潤滑油、推進液油等液體泄漏，勢必對生產裝置的安全運行造成危害[1-2]。嚴重時，生產裝置必須停車處理。

1 高壓煤漿泵的結構

該項目采用DGMB93/9.6A型臥式隔膜柱塞高壓煤漿泵，體積流量為93 m3/h，工作壓力為9.6 MPa，為三缸單作用工作形式(見圖1)。

圖1 高壓煤漿泵結構圖

2 高壓煤漿泵工作原理

電動機通過減速機帶動三拐曲軸、連桿、十字頭，將旋轉運動轉化為直線運動，使活塞隨之進行往復運動[3]。當活塞向左運動時，活塞缸右側工作腔體積增大，腔體內壓力降低。輸送的料漿借助入料壓力打開進料單向閥，被吸入并充滿隔膜室，將隔膜壓向隔膜室的左側腔壁。當活塞向左運動到極限位置時，料漿的吸入過程也隨之結束。然后，活塞開始向右運動，活塞缸右側工作腔內油介質受擠壓，工作腔體內壓力增大，將隔膜室中的隔膜推離腔壁。同時，隔膜室內料漿液體受壓，隔膜腔體壓力升高，打開排料單向閥，料漿被壓出，輸送到排料管路中。由于橡膠隔膜的存在，料漿不接觸活塞等運動部件，減少了磨損和腐蝕。另外，通過設置靈敏、可靠的自動化檢測控制系統，監測橡膠隔膜的運動行程，保證橡膠隔膜的長期使用壽命。DGMB93/9.6A型隔膜泵有3個隔膜室，每個隔膜室的起始排料相位相隔120°，可均勻、連續地輸送料漿。其結構圖見圖2。

1—電機；2—曲軸；3—連桿；4—十字頭；5—活塞缸；6—活塞；7—導桿；8—信號發生器；9—橡膠隔膜；10—隔膜室；11—進料閥；12—出料閥。

3 存在問題

高壓煤漿泵各部位采用的密封形式有所差異，自投產運行以來，隨著生產運行時間延長，高壓煤漿泵各部位出現磨損、松動情況，運行中會出現不同程度的泄漏，嚴重時生產裝置需要停車[4]，極大地影響了裝置的運行效率，增加了檢維修工作任務量。為此，技術人員對高壓煤漿泵本身出現的泄漏點進行風險評估，嘗試在確保安全的前提下，對高壓煤漿泵泄漏點進行在線處理，避免停車造成生產波動和損失。

4 處理措施

4.1 高壓煤漿泵缸體壓力表根部泄漏

高壓煤漿泵缸體壓力表是現場巡回檢查人員監測煤漿泵運行狀況的重要依據，高壓煤漿泵缸體打量不足時，可以從壓力表的示數中及時反映出來。該壓力表用于測量缸體內推進液油壓力，因缸體內推進液油壓為脈沖式壓力，壓力表膜片頻繁動作，容易破損引發泄漏。該壓力表出現泄漏后，技術人員現場需用液壓鉗小心夾牢壓力表引壓管。此舉要掌控好力度，既要避免夾斷引壓管管線，又要保證油脂不再泄漏，這就需要技術人員在平常利用科學手段進行必要的演練，確保對液壓鉗和壓力表引壓管的管線性能足夠熟悉。同時，技術人員需要制作一套斗式油脂收集系統，將泄漏出來的油脂引入推進液油箱，防止推進液油箱抽空，導致推進液油泵不打量。隨后，技術人員拆下壓力表進行更換即可。最后，視情況緩慢松開液壓鉗，將壓力表投入使用。現場操作人員應加強巡回檢查，并予以重點關注。高壓煤漿泵缸體壓力表根部堵漏過程見圖3。

圖3 高壓煤漿泵缸體壓力表根部堵漏過程

4.2 進(出)口單向閥壓蓋、缸體端蓋法蘭泄漏

現階段高壓煤漿泵的進(出)口單向閥、缸體端蓋法蘭頻繁出現泄漏。在運行過程中，裝置振動導致高壓煤漿泵中緊固不牢的螺栓出現松動引發泄漏。對此，如果能夠及時發現并組織檢維修人員對螺栓進行針對性緊固即可。但是，這類問題在初期往往表現并不明顯，這就要求技術人員在巡回檢查時有足夠的耐心，有計劃地逐一檢查法蘭的緊固程度，確保將隱患消除在萌芽狀態。如果泄漏突發性增大，則要考慮法蘭面或螺栓本身是否有缺陷，必要時作停車處置。

4.3 推進液油泵、潤滑油泵過濾器泄漏

推進液油泵、潤滑油泵的正常運轉是保證高壓煤漿泵正常運行的必要條件。高壓煤漿泵的各部件潤滑和正常動作要求推進液油和潤滑油供應連續且相對穩定。如果推進液油泵、潤滑油泵過濾器泄漏，首先要確認備用的過濾器濾芯清潔完好、各部位連接緊固牢靠。隨后，及時對過濾器進行切換處置，確認高壓煤漿泵運行穩定后，小心拆檢過濾器，清洗或者更換網片式濾芯，檢查過濾器端蓋法蘭密封面完好后緊固備用。

4.4 高壓煤漿泵推進液補油、排油電磁閥隔膜泄漏

推進液系統的功能是控制隔膜室中的油量及橡膠隔膜的運動位置，隔膜室中的油量直接影響橡膠隔膜的運動狀態，進而影響整機能否正常工作。推進液油量體積減少，可導致隔膜撞擊隔膜腔后壁；推進液油量體積過量，會使隔膜因應力鼓脹到排料口。推進液油量由檢測信號通知補油閥、排油閥進行控制，兩位兩通閥的開啟和閉合由空氣壓力控制。壓縮空氣經過濾后，進入兩位三通電磁閥，該閥門內氣路的通斷能夠控制兩位兩通閥的開啟和閉合，以進行補油、排油工作。壓縮空氣控制兩位兩通閥內小隔膜的閉合或打開，以此控制補油、排油。因小隔膜為橡膠制成，冬季氣溫較低時，橡膠會變硬變脆，長時間動作后容易造成橡膠隔膜破裂，此時補油閥、排油閥失去作用，導致高壓煤漿泵無法正常運行，需停機處理。通過深入研究現場管路及推進液系統，在3個缸補油、排油管線上增加切斷閥門。當補油閥、排油閥出現故障時，可切斷閥門后隔離兩位兩通閥，在線更換破裂隔膜后投入運行。

5 結語

生產實際中，高壓煤漿泵各部位會出現不同程度泄漏，分析和研究不同泄漏發生時可行的應對方式，為高壓煤漿泵的安全連續穩定運行提供基礎。隨著水煤漿氣化生產工藝進一步發展，高壓煤漿泵連續運行的重要程度提升，要求技術人員在生產中積累和總結經驗，以改進生產現狀和提升生產效率。