甲醇裝置磁力泵試車故障分析與整改措施

【摘要】針對甲醇裝置中磁力泵試車運(yùn)行中發(fā)生的轉(zhuǎn)子卡死、軸承磨損等故障現(xiàn)象，分析磁力泵故障原因，改進(jìn)過濾器結(jié)構(gòu)和濾網(wǎng)，提出整改措施，確保磁力泵安全可靠運(yùn)行。

【關(guān)鍵詞】磁力泵 過濾器 雜質(zhì) 故障 磨損

1 前言

中海石油化學(xué)股份有限公司日產(chǎn)2500噸甲醇裝置中是采用英國DAVY公司甲醇生產(chǎn)工藝技術(shù)，以天然氣為原料經(jīng)過轉(zhuǎn)化、壓縮、合成、精餾等工序生產(chǎn)出甲醇。根據(jù)生產(chǎn)工藝和輸送介質(zhì)的特性，甲醇裝置中的預(yù)塔、精餾塔和回收塔單元共選用了12臺美國漢勝工業(yè)生產(chǎn)的圣達(dá)因磁力泵，從泵的選型上解決介質(zhì)無泄漏輸送的問題。

磁力泵是一種無泄漏、易維護(hù)、運(yùn)行平穩(wěn)、可靠性強(qiáng)的離心泵，具有安全、高效、節(jié)能等特性。但在日產(chǎn)2500噸甲醇裝置試車過程中，磁力泵多次出現(xiàn)轉(zhuǎn)子卡死、泵振動過大等故障現(xiàn)象，需要停車進(jìn)行解體檢修。這嚴(yán)重影響了甲醇裝置試車進(jìn)度。針對故障原因進(jìn)行分析，做出應(yīng)對措施，確保磁力泵正常安全運(yùn)行。

2 磁力泵的基本原理

磁力泵由泵、磁力傳動器、和電機(jī)三部分組成。其顯著特點(diǎn)是該泵無軸封部件，即不存在動密封泄漏點(diǎn)。其關(guān)鍵部件磁力傳動器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和不導(dǎo)磁的隔離套組成。電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，外磁轉(zhuǎn)子通過磁場力帶動與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn)。由原來常規(guī)泵的一根軸加設(shè)軸封部件改為兩根軸加設(shè)隔離套結(jié)構(gòu)，將動密封轉(zhuǎn)化為靜密封，從而徹底解決了介質(zhì)的泄漏問題。

3 磁力泵運(yùn)行中注意事項(xiàng)3.1 防止顆粒進(jìn)入

不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進(jìn)入磁力傳動器和軸承摩擦副；輸送易結(jié)晶或沉淀的介質(zhì)后要及時沖洗以保障滑動軸承的使用壽命；輸送含有固體顆粒的介質(zhì)時，應(yīng)在泵流管入口處過濾網(wǎng)。

3.2 防止干摩擦

嚴(yán)禁空運(yùn)轉(zhuǎn)；嚴(yán)禁介質(zhì)抽空；在出口閥關(guān)閉的情況下，泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時間不得超過2min，以防磁力傳動器過熱而失效。

3.3 防止高溫退磁

4 磁力泵故障情況概述

自從日產(chǎn)2500噸甲醇裝置于2010年10月進(jìn)行裝置試車以來，預(yù)塔塔底甲醇泵J432A、精餾塔回流泵J433A等磁力泵多次出現(xiàn)主軸卡死、泵振動過大、泵體溫度過高等現(xiàn)象。檢修班組通過幾次解體檢查，泵的滑動軸承、軸套磨損壞或燒毀；隔離套嚴(yán)重刮傷；泵體內(nèi)有鐵屑等硬顆粒雜質(zhì)。這幾臺泵故障情況如下圖1、圖2和圖3所示。

圖3 泵體內(nèi)鐵屑雜質(zhì)

5 故障原因分析

（1）甲醇裝置試車運(yùn)行階段，由于工藝過程溫度變化、泵入口管線上儲液罐液位改變、輸送介質(zhì)氣相較多等，這些都能改變泵的有效汽蝕余量NPSHa從而導(dǎo)致汽蝕。汽蝕發(fā)生時，泵會劇烈振動，平衡嚴(yán)重破壞，將導(dǎo)致泵軸承、轉(zhuǎn)子或葉輪損壞。汽蝕可以在極短時間內(nèi)使滑動軸承嚴(yán)重?fù)p壞，故障后果如圖1所示。

（2）在甲醇投產(chǎn)初期，管道內(nèi)未清理干凈的鐵屑、焊渣等硬顆粒雜質(zhì)比較多，預(yù)塔塔底甲醇泵J432A、精餾塔回流泵J433A等泵入口前都安裝有T型過濾器，并且過濾器內(nèi)安裝有磁鐵棒。在運(yùn)行過程中，由于雜質(zhì)造成濾網(wǎng)堵塞而沖洗不及時，介質(zhì)流量達(dá)不到磁力泵所要求的最小安全流量，導(dǎo)致軸承或隔離套處的液體溫度急劇上升而汽化，造成滑動軸承干摩擦，導(dǎo)致滑動軸承損壞、磁鋼退磁等故障。故障后果如圖1、圖2所示。

（3）濾芯濾網(wǎng)本身破損或在拆除磁鐵棒過程中劃破濾網(wǎng)，鐵磁雜質(zhì)、顆粒進(jìn)入軸承摩擦副內(nèi)，造成軸承磨損；鐵磁雜質(zhì)被內(nèi)磁缸吸附，使內(nèi)磁缸與隔離套造成研磨、刮傷，從而產(chǎn)生故障。如圖2和圖3所示。

6 整改措施與改進(jìn)方案

在裝置試車初期，為了防止雜質(zhì)進(jìn)入泵腔體內(nèi)，對精餾塔回流泵J433A等泵入口前的過濾器進(jìn)行整改：一是把T型過濾器換成籃式過濾器，增大了通流面積，同時由于籃式過濾器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，濾芯濾網(wǎng)拆沖洗方便，磁鐵棒拆裝中不會劃破濾網(wǎng)，避免濾網(wǎng)破損后顆粒雜質(zhì)進(jìn)入泵體內(nèi)，造成軸承磨損壞事故；二是由于裝置剛投入使用，硬雜質(zhì)過多，過濾器采用80目的濾網(wǎng)代替了40目的濾網(wǎng)，確保細(xì)小硬顆粒不能進(jìn)入泵體而損壞滑動軸承和隔離套。在后期實(shí)際運(yùn)行中，根據(jù)輸送介質(zhì)干凈與否，過濾器可采用了低目數(shù)的濾網(wǎng)降低濾網(wǎng)阻力同時也保證磁力泵正常運(yùn)行。

6.2 改進(jìn)方案

針對于磁力泵的設(shè)計特點(diǎn)，在日常運(yùn)行中一般勿需維護(hù)，但是為保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn)及安全工作，確保磁力泵的在最小流量下安全平穩(wěn)運(yùn)行。提出改進(jìn)方案如下：在泵的出口管線增加回流管線。

磁力泵的沖洗潤滑和冷卻都是依靠輸送介質(zhì)本身來完成。對于容易在最小流量下運(yùn)行的磁力泵，需確保滿足泵的實(shí)際流量滿足最小流量的要求。在泵的出口管線增加回流管線，直接從泵的出口管線回流到泵的入口管線。在裝置開車階段、工藝條件存在波動等情況下，可以打開回流管線的回流閥，確保泵在安全保護(hù)流量區(qū)內(nèi)運(yùn)行。在日常運(yùn)行中，視情況而定是否需要打開/關(guān)閉回流閥進(jìn)行回流。增加回流管線的方法在很多石油化工裝置中得到驗(yàn)證，通過增加回流管線后，泵的滑動軸承使用壽命明顯提高。

7 結(jié)論與建議

通過對磁力泵入口過濾器合濾網(wǎng)的整改，預(yù)塔塔底甲醇泵J432A、精餾塔回流泵J433A等磁力泵裝置試車投入使用后，運(yùn)行狀況一直保持良好，避免了磁力泵故障停車，為裝置的長周期運(yùn)行提供了保證。建議在大修期間或是裝置停車整改時，可在泵的出口管線增加回流管線，這有利于提高磁力泵軸承使用壽命，確保磁力泵的正常運(yùn)行，為甲醇裝置安全、平穩(wěn)、長周期的運(yùn)行打下基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

[1] 圣達(dá)因HMD無泄漏磁力驅(qū)動泵產(chǎn)品介紹樣本及安裝維護(hù)手冊[Z]

作者簡介

曾仁強(qiáng) （1982-）男，廣西北海人，中海石油化學(xué)股份有限公司，本科學(xué)歷，機(jī)械工程及自動化專業(yè)。