苯乙烯裝置磁力泵運(yùn)行故障分析及預(yù)防措施

李威

（巴陵石化公司煉油事業(yè)部)

苯乙烯裝置磁力泵運(yùn)行故障分析及預(yù)防措施

李威*

（巴陵石化公司煉油事業(yè)部)

對(duì)某苯乙烯裝置磁力泵運(yùn)行過(guò)程中的典型故障進(jìn)行了分析，并對(duì)磁力泵的運(yùn)行維護(hù)和降低磁力泵故障率提出了相應(yīng)的措施，從而有效地提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

磁力泵 磁力傳動(dòng)器 苯乙烯 故障 預(yù)防措施

0 引言

苯乙烯裝置的主要任務(wù)是以乙苯為原料，經(jīng)脫氫反應(yīng)、順序分離之后產(chǎn)出苯乙烯，同時(shí)還有苯、甲苯、焦油等副產(chǎn)品。由于裝置大部分物料皆為有毒有害物質(zhì)，因此設(shè)備設(shè)計(jì)選型時(shí)選用了磁力泵來(lái)輸送這些物料。

磁力泵主要由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成（見(jiàn)圖1）。關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁缸、內(nèi)磁缸及不導(dǎo)磁的隔離罩組成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁缸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場(chǎng)穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁缸作同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無(wú)接觸傳遞，將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封。由于泵軸、內(nèi)磁缸被泵體、隔離罩完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問(wèn)題，消除了煉油化工行業(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質(zhì)通過(guò)泵密封泄漏的安全隱患。

但在裝置日常運(yùn)行過(guò)程中，由于工況變化、操作異常、檢修安裝等原因，磁力泵容易發(fā)生故障而損壞。本文對(duì)某苯乙烯裝置磁力泵運(yùn)行過(guò)程中的典型故障進(jìn)行了分析，并對(duì)磁力泵的運(yùn)行維護(hù)和降低磁力泵故障率提出了相應(yīng)的措施，從而有效地提高了裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。

圖1 磁力泵結(jié)構(gòu)

1 磁力泵運(yùn)行典型故障分析

1.1 某12萬(wàn)t/a苯乙烯裝置故障磁力泵情況介紹某苯乙烯裝置自2011年中交以來(lái)，共有5臺(tái)(次)磁力泵發(fā)生故障。這5臺(tái)磁力泵的具體情況如表1所示。

表1 某裝置故障磁力泵情況

表1所列故障磁力泵數(shù)量占該裝置磁力泵總數(shù)的14.3%，而該裝置磁力泵總數(shù)又占裝置機(jī)泵總數(shù)的37.6%。因此，如何保證這類型機(jī)泵的安穩(wěn)運(yùn)行，是一個(gè)事關(guān)裝置長(zhǎng)周期安穩(wěn)運(yùn)行的重要問(wèn)題。

1.2 典型故障分析

苯乙烯裝置磁力泵故障的特征多與其工藝特性有關(guān)。因?yàn)檠b置大部分物料多含苯乙烯，易形成聚合物堵塞泵入口過(guò)濾網(wǎng)，給泵的運(yùn)行帶來(lái)極大隱患。另外，泵的操作不正確、組裝檢修不當(dāng)，也會(huì)造成泵故障。表2是該裝置自2011年中交至今所發(fā)生的磁力泵典型故障情況一覽。

由表2可以看出，苯乙烯裝置磁力泵故障的類型主要是下述三大類：

（1）制造質(zhì)量原因?qū)е碌墓收稀?/p>

（2）操作原因?qū)е碌墓收稀?/p>

（3）系統(tǒng)原因?qū)е碌墓收稀?/p>

其中制造質(zhì)量原因和操作原因是導(dǎo)致故障的主要因素，均占故障總數(shù)比重的40%。因此，采取積極有效的措施預(yù)防上述這三類故障，顯得尤為必要。

2 磁力泵典型故障的預(yù)防措施

2.1 基于制造質(zhì)量原因故障的預(yù)防措施

從設(shè)備全壽命周期管理的角度來(lái)看，50%的工作在設(shè)備設(shè)計(jì)、選型、制造、購(gòu)置、安裝階段，而在這50%的工作中，制造是非常重要的一項(xiàng)工作，它決定了設(shè)備的初始性能。在設(shè)備安裝到現(xiàn)場(chǎng)之前，可以通過(guò)出廠試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行檢查，將問(wèn)題消除在設(shè)備出廠之前。因此，應(yīng)主要注重以下兩個(gè)方面的檢查：

（1）按照ASME B73.3的相關(guān)要求檢查泵的材料證書(shū)[1]；

（2）參與見(jiàn)證泵的試運(yùn)行，并記錄關(guān)鍵性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)，與裝置中交時(shí)的單機(jī)試車數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)。

2.2 基于操作原因故障的預(yù)防措施

操作原因?qū)е碌墓收峡梢詮囊韵聝煞矫鎭?lái)預(yù)防：（1）提高操作人員的操作技能；（2）增加保護(hù)系統(tǒng)，提高設(shè)備的本質(zhì)安全性。

2.2.1 提高操作人員的操作技能

在日常運(yùn)行管理中，對(duì)于設(shè)備的操作，一般要求操作人員按照既定的操作法進(jìn)行，但是由于操作法的內(nèi)容多，導(dǎo)致部分操作人員不愿意學(xué)習(xí)操作法，而是喜歡按照自己的理解和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行操作，這就給設(shè)備的正常運(yùn)行帶來(lái)了隱患。

表2 某裝置磁力泵故障情況分析

為了改善這種不良現(xiàn)象，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的摸索和總結(jié)，我們將磁力泵的操作法進(jìn)行提煉，濃縮為磁力泵操作要點(diǎn)十二條，要求人人都能背誦，并組織專門的考試，人人必須過(guò)關(guān)。操作要點(diǎn)的具體內(nèi)容見(jiàn)表3。

從操作人員限時(shí)測(cè)試（5 min）的效果來(lái)看，測(cè)試通過(guò)率為100%，表明該要點(diǎn)容易掌握。

在實(shí)際操作過(guò)程中，只要不違背這十二條，磁力泵就不會(huì)出現(xiàn)因操作原因而導(dǎo)致的故障，苯乙烯裝置的安穩(wěn)運(yùn)行也就有保障。

2.2.2 增加保護(hù)系統(tǒng)，提高設(shè)備的本質(zhì)安全

磁力泵的保護(hù)系統(tǒng)多是基于防止泵抽空而設(shè)計(jì)的，其方式有多種，具體介紹如表4所示。

表4所示的保護(hù)方式均能提高設(shè)備的本質(zhì)安全性，可以有效避免操作原因造成的故障，對(duì)于降低磁力泵故障率有顯著的效果。

2.3 基于系統(tǒng)原因故障的預(yù)防措施

在這里，系統(tǒng)是指泵所處的工藝管路系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)磁力泵運(yùn)行的影響主要體現(xiàn)在管道內(nèi)的雜質(zhì)對(duì)磁力泵運(yùn)行帶來(lái)的隱患。

表4 磁力泵保護(hù)方式

對(duì)于這類運(yùn)行隱患，主要從以下幾方面采取預(yù)防措施：

（1）強(qiáng)化施工過(guò)程的監(jiān)理，主要是監(jiān)督管道焊接過(guò)程中管道內(nèi)部雜物的清理。必要時(shí)生產(chǎn)車間提前組織人員介入，對(duì)于重要的管道對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行檢查和清理。

（2）選擇目數(shù)合適的臨時(shí)過(guò)濾網(wǎng)置于泵入口管道上（一般為40目），提供硬件保障。資金充足的話，還可以選用較為昂貴的磁性過(guò)濾器。

（3）定期主動(dòng)解體磁力泵，清除內(nèi)磁缸表面的鐵磁性物質(zhì)及其他積聚物，清理軸承潤(rùn)滑流道內(nèi)的積聚物，為軸承的潤(rùn)滑和散熱提供良好條件。

（4）積極探索改善工藝條件，減少積聚物的產(chǎn)生。

3 磁力泵典型故障預(yù)防措施的實(shí)際應(yīng)用

在裝置運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)總結(jié)故障預(yù)防經(jīng)驗(yàn)，深入了解工藝特點(diǎn)，我們采取了強(qiáng)化培訓(xùn)、投用欠載保護(hù)回路、定期解體清洗磁力泵等措施。通過(guò)這些措施的實(shí)施，磁力泵的運(yùn)行水平得到了有效提高，裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行也有了保證。下面是投用欠載保護(hù)回路和定期解體清洗磁力泵的效果展示。

3.1 投用欠載保護(hù)回路的效果

欠載保護(hù)回路的原理是通過(guò)電機(jī)綜保系統(tǒng)檢測(cè)計(jì)算電機(jī)實(shí)際運(yùn)行電流與電機(jī)額定電流的比值，將該值與預(yù)先設(shè)定的跳閘值進(jìn)行比對(duì)，若該比值達(dá)到跳閘值，則電機(jī)跳停。該跳閘值的設(shè)定是通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)磁力泵進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試后確定的，可以保證磁力泵在出現(xiàn)抽空時(shí)及時(shí)跳停，防止磁力泵因抽空發(fā)熱而燒壞。

自該回路投用6個(gè)月以來(lái)，磁力泵跳停次數(shù)累計(jì)12次，有效地保護(hù)了磁力泵的安全，避免直接經(jīng)濟(jì)損失約36萬(wàn)元（備件采購(gòu)費(fèi)用）。

3.2 定期解體清洗磁力泵的效果

定期解體清洗磁力泵，主要目的是清除內(nèi)磁缸表面的鐵磁性物質(zhì)及其他積聚物，清理軸承潤(rùn)滑流道內(nèi)的積聚物，為軸承的潤(rùn)滑和散熱提供良好條件。從磁力泵的結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）可以看出，碳化硅軸承是靠泵自身輸送的介質(zhì)潤(rùn)滑的，若介質(zhì)潤(rùn)滑的流道被積聚物堵塞，碳化硅軸承就會(huì)因發(fā)熱而碎裂，其碎片會(huì)進(jìn)一步造成內(nèi)磁缸、隔離罩的損壞。在苯乙烯裝置中，由于其介質(zhì)中聚合物的存在，定期解體清洗磁力泵顯得尤為必要。圖2、圖3是磁力泵解體清洗的照片。

圖2 清洗前的內(nèi)磁缸

圖3 清洗后的內(nèi)磁缸

通過(guò)清洗前后的效果對(duì)比，可以證明定期解體清洗磁力泵是一項(xiàng)提升磁力泵運(yùn)行穩(wěn)定性的有效措施。

4 結(jié)束語(yǔ)

磁力泵正以其優(yōu)異的密封性能得到大范圍的應(yīng)用，但是不容忽視的問(wèn)題是其故障成本也是很高的。如何保證磁力泵在苯乙烯裝置及其他類型裝置中穩(wěn)定運(yùn)行，是需要大家共同探討的課題。本文結(jié)合磁力泵的工作原理，根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)提出的一系列措施，可以有效提高磁力泵的運(yùn)行周期，降低磁力泵的故障率，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

[1]Specification for Sealless Horizontal End Suction Metallic Centrifugal Pumps for Chemical Process[S].ASME B73.3，2003.

[2]杜霖.磁力泵抽空保護(hù)的實(shí)現(xiàn)[J].設(shè)備管理與維修, 2013（8）：30-31.

Malfunction Analysis and Precautionary Measures of the Operation of Magnetic Pump in Styrene Device

Li Wei

Analyzes the typical malfunctions during the operational process of magnetic pump in styrene device,and puts forward corresponding measures to the operating maintenance of magnetic drive pump and decrease its failure rate.Thus enhances the stability and economical efficiency of the plant operation.

Magnetic pump;Magnetic driver;Styrene;Malfunction;Precautionary measures

TQ 051.21

2014-10-16）

*李威，男，1987年生，助理工程師。岳陽(yáng)市，414014。