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、酸二甲酯裝置簡介

遼河油田大力集團化工分公司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)有強腐蝕性。為了減少物料的的泄漏,設計時特將裝置所有的卸車泵、輸送泵、進料泵、回流泵全部選用屏蔽泵共77臺，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，部分回裝后在運轉過程中葉輪端出現(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，設計過程中將空間壓縮，整體裝置布局十分緊湊，導致大部分泵出口管線沒有支撐，設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，設備的水平性較差，造成設備在運轉過程中轉子軸套與石墨軸承之間的間隙不均勻，導致石墨軸承不規(guī)則的磨損，最終石墨軸承與軸套的間隙過大，設備停車維修。

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

2.1 P2401進料泵抱軸現(xiàn)象

由于T204為加壓塔，塔壓力控制指標為0.6MPa，在裝置運行過程中由于操作問題及蒸汽壓力的影響會造成塔壓力超高，當壓力超過0.77MPa時，受進料高度的影響泵揚程已不能滿足進料的條件，泵出口閥門相當于關閉狀態(tài)，由于物料為甲醇和碳酸二甲酯，長時間運轉后，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)是對軸承的潤滑冷卻并且對電機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,就會導致軸承與軸套、軸承與推力盤之間的流動液膜遭到破壞,軸承產(chǎn)生的熱量帶不走,加快了軸承的磨損。時間過長就會造成石墨軸承與軸套的干磨，最后導致抱軸現(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)管線中結構現(xiàn)象比較嚴重，冷卻盤管細，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，同時泵體內(nèi)同樣會出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，最終導致抱軸現(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，為了防止葉輪在運轉的過程中損壞，為裂紋處補焊后重新打磨，正是由于此原因打破轉子原有的動平衡，造成石墨軸承劇烈磨損，最終短時間內(nèi)軸承、推力盤損壞，石墨軸承與軸套抱死。

2.3 泵體振動較大

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

（2）泵基礎松動而引起的振動，P2401、P2402配用的都是37KW的電機，是整個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泵體的振動加大。

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

3、P2201、P2202 頻繁損壞

3.1 P2201、P2202是泥漿型屏蔽泵，特點是泵體尾部裝有一個清液罐，泵體內(nèi)裝有機械密封，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的氮氣保護氣，防止?jié)嵋哼M入泵體內(nèi)加速石墨軸承的磨損，在使用的過程中，由于氮氣閥門內(nèi)漏導致尾罐壓力過高，將清液全部壓入泵出口，導致泵內(nèi)充滿氮氣，導致屏蔽泵抽空，久而久之軸承磨損嚴重。

3.2 由于裝置工藝的特點，T202釜及碳化罐無聊中含有部分結晶鹽，長時間運轉后，部分結晶鹽促使機械密封端面磨損，濁液進入泵體內(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，電機絕緣、電流均正常

屏蔽泵對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，轉子葉輪對泵體內(nèi)的物料反復做功，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，最終導致泵體溫度高。

三、處理措施

1、屏蔽泵出入口管線適當增加管托，減輕施加于泵體的重力。

2、加強循環(huán)水的管理或機泵冷卻水改為除鹽水后，進入蒸汽冷凝水罐，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，加固泵體地腳螺栓改成四套螺栓同時緊固。

3、屬于選型問題，更換成普通離心泵，采用水沖洗機械密封型式的離心泵。

4、泵出入口增加副線。

四、結論

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周期運行，進而減少設備檢修費用,具有良好的經(jīng)濟效益,可見加強屏蔽泵的日常維護管理，一般性故障瓶頸能得到及時有效地處理，才能保障裝置的長周期平穩(wěn)運行。