一種防止加壓過(guò)濾機(jī)入料泵泵體炸裂的保護(hù)設(shè)計(jì)

牛超 張帥 韓丹

(神華神東煤炭集團(tuán)洗選中心,內(nèi)蒙鄂爾多斯 017209)

一種防止加壓過(guò)濾機(jī)入料泵泵體炸裂的保護(hù)設(shè)計(jì)

牛超 張帥 韓丹

(神華神東煤炭集團(tuán)洗選中心,內(nèi)蒙鄂爾多斯 017209)

加壓過(guò)濾機(jī)入料泵偶有爆裂事故發(fā)生,目前大多數(shù)防護(hù)手段是采用加工防護(hù)箱來(lái)進(jìn)行防護(hù),沒(méi)有做到從事故發(fā)生前對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警預(yù)控,不能做到設(shè)備的本質(zhì)安全型。本文主要從入料泵爆裂事故發(fā)生前進(jìn)行分析,針對(duì)泵體爆炸前溫度發(fā)生劇烈變化自制設(shè)計(jì)發(fā)明了泵體高溫保護(hù)閉鎖裝置,對(duì)事故進(jìn)行有效的預(yù)防和處理,極大的提高了加壓過(guò)濾機(jī)入料泵本身的安全性能,徹底消除了加壓入料泵在生產(chǎn)過(guò)程中爆裂給巡視人員帶來(lái)的不安全隱患。

入料泵 炸裂 保護(hù)設(shè)計(jì) 本質(zhì)安全

隨著選煤技術(shù)的發(fā)展，選煤設(shè)備也有了很大變化，加壓過(guò)濾機(jī)以分選粒度細(xì)、脫水效果良好及高效節(jié)能的特點(diǎn)，在選煤工藝中應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但由于程序操作或系統(tǒng)工藝等原因，加壓過(guò)濾機(jī)入料泵在極偶然的情況下有發(fā)生爆炸的可能性，且在國(guó)內(nèi)很多選煤廠都發(fā)生過(guò)此類事故。現(xiàn)如今沒(méi)有很好的方法去杜絕這一事故的發(fā)生，更沒(méi)有一種有效地設(shè)備保護(hù)裝置對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。

1 目前存在的問(wèn)題

1.1 煤泥上料泵爆裂隱患危害巨大

現(xiàn)就神華神東洗選中心烏蘭木倫選煤廠來(lái)說(shuō)，在加壓過(guò)濾機(jī)使用中，經(jīng)常由于物料濃度較高或濃縮池跑粗造成加壓過(guò)濾機(jī)上料不正常，而泵殼發(fā)熱現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致煤泥泵在運(yùn)行過(guò)程中突發(fā)爆炸而給巡視崗位工帶來(lái)巨大的人身傷害，另外也會(huì)造成設(shè)備嚴(yán)重受損，修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，影響選煤廠的正常生產(chǎn)。

圖1 煤泥入料泵溫度保護(hù)裝置電路圖

圖2 加壓過(guò)濾機(jī)入料泵集控程序報(bào)警畫面

1.2 防護(hù)手段簡(jiǎn)單且未從本質(zhì)上進(jìn)行防護(hù)

以往采取的防護(hù)手段是采用加工防護(hù)箱來(lái)進(jìn)行有效的防護(hù)。此種防護(hù)方式的缺點(diǎn)是沒(méi)有從事故發(fā)生前對(duì)其進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)報(bào)警預(yù)控，而是簡(jiǎn)單的對(duì)事故發(fā)生以后進(jìn)行的安全防護(hù)，不能起到監(jiān)測(cè)、控制事故發(fā)展的作用，沒(méi)有做到設(shè)備的本質(zhì)安全型。

2 原因分析

針對(duì)泵機(jī)發(fā)生爆炸的原因有多種，其中最主要的原因?yàn)椋河捎诒脵C(jī)上料不正常，葉輪在高速旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中與泵殼內(nèi)沉積的物料進(jìn)行摩擦發(fā)熱進(jìn)而造成泵殼爆裂，而此類事故的發(fā)生很難預(yù)防，更沒(méi)有一種有效地設(shè)備保護(hù)裝置進(jìn)行檢測(cè)。本文主要從事故發(fā)生前泵體溫度變化進(jìn)行分析入手，并通過(guò)采取一些手段對(duì)事故的發(fā)展進(jìn)行有效的預(yù)防和處理，極大的提高了加壓過(guò)濾機(jī)入料泵本身的安全性能，徹底消除了加壓入料泵在生產(chǎn)過(guò)程中爆裂給巡視人員帶來(lái)的不安全隱患，本防爆裂保護(hù)裝置設(shè)計(jì)也因此而來(lái)。

3 優(yōu)化方案

下面從四個(gè)方面來(lái)看一下該裝置的設(shè)計(jì)原理及其理念：

3.1 溫度報(bào)警裝置的設(shè)計(jì)原理

針對(duì)煤泥上料泵在爆裂前出現(xiàn)的一些工作參數(shù)變化的特征，如溫度急劇升高的特點(diǎn)。經(jīng)廠部研究決定在煤泥入料泵的上料管道上增加溫度保護(hù)裝置，根據(jù)110kw電機(jī)的在線溫度監(jiān)測(cè)裝置的工作原理，對(duì)所有的加壓過(guò)濾機(jī)入料泵增設(shè)了泵體高溫保護(hù)裝置，并且設(shè)置溫度上限為25℃(環(huán)境溫度假設(shè)為20℃)。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的溫度大于25℃，該溫度保護(hù)動(dòng)作，加壓過(guò)濾機(jī)入料泵自動(dòng)閉鎖停車，進(jìn)而避免了泵體因溫度繼續(xù)升高而造成爆炸事故發(fā)生。塊煤系統(tǒng)粗煤泥管路改造示意圖如圖1所示。

3.2 溫度報(bào)警裝置的集控程度設(shè)計(jì)

聯(lián)合西安華光將該溫度保護(hù)裝置做成集控畫面，此畫面有“解鎖”和“閉鎖”兩種模式可供選擇。在日常生產(chǎn)過(guò)程中，該保護(hù)均處于閉鎖狀態(tài)。同時(shí)在集控畫面上設(shè)置報(bào)警畫面，例如當(dāng)泵體溫度達(dá)到溫度上限值時(shí)，調(diào)度集控畫面上會(huì)自動(dòng)報(bào)警，調(diào)度室將報(bào)警情況反饋給過(guò)濾機(jī)崗位工，在確認(rèn)過(guò)濾機(jī)入料泵已閉鎖停車后，崗位工可以現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行查看設(shè)備高溫的原因并進(jìn)行及時(shí)處理(例如可以開啟循環(huán)水管路打上一會(huì)循環(huán)，清理掉煤泥泵積聚的煤泥，來(lái)降低泵體的溫度，使泵體溫度達(dá)到正常的溫度范圍)，在確認(rèn)設(shè)備無(wú)故障后且泵體溫度正常后，通知調(diào)度室集控起車。此時(shí)，調(diào)度室手動(dòng)復(fù)位該溫度報(bào)警裝置，將該過(guò)濾機(jī)入料泵進(jìn)行重新開啟并閉鎖該溫度保護(hù)裝置。如圖2所示：

3.3 防外界溫度干擾手段設(shè)計(jì)

為了提高在線溫度保護(hù)裝置的精確度，防止泵體將熱量傳遞到空氣中，我廠已要求檢修車間利用密封膠將新安裝的溫度檢測(cè)裝置進(jìn)行完全密封。這樣以來(lái)，溫度監(jiān)測(cè)裝置就能夠不受外界溫度的干擾，大大提高了溫度監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)精度。

3.4 事故預(yù)警后處理程序設(shè)計(jì)

在加壓過(guò)濾機(jī)入料泵長(zhǎng)時(shí)間停車后，入料泵內(nèi)有煤泥積聚，起車后，由于煤泥與葉輪摩擦生熱，進(jìn)而可能引起煤泥泵爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。為了使煤泥入料泵內(nèi)的煤泥及時(shí)的排出，我廠在加壓過(guò)濾機(jī)入料泵的吸料管道上增加了循環(huán)水管道，在入料泵起車之前，由調(diào)度員觀察集控畫面，檢查加壓過(guò)濾機(jī)的槽內(nèi)的料位是否發(fā)生變化，若變化，證明上料正常。若料位計(jì)沒(méi)有變化，則先開啟末煤系統(tǒng)的循環(huán)水并將加壓過(guò)濾機(jī)吸料管上的循環(huán)水沖水管路閥門開啟，關(guān)閉煤泥泵吸料管路上的閥門，利用循環(huán)水將煤泥泵內(nèi)的煤泥進(jìn)行清理，清洗2分鐘后，在確保泵內(nèi)煤泥全部排空后，再正常給加壓過(guò)濾機(jī)入料。通過(guò)增加循環(huán)水管路后，解決了停車后泵內(nèi)積聚煤泥的問(wèn)題，減少了煤泥泵爆炸的可能性，進(jìn)而大大提高了過(guò)濾機(jī)入料泵自身的安全性能。

4 經(jīng)濟(jì)效益

4.1 節(jié)約原材料

該保護(hù)裝置可有有效地防止泵殼爆炸，可有效地降低材料損失，因此可產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益4．08萬(wàn)元(一臺(tái)100ZJ-I-A50型泵機(jī)的價(jià)格為4．58萬(wàn)元，改造費(fèi)用0．5萬(wàn)元)。

4.2 提高了設(shè)備運(yùn)行率和使用壽命

該保護(hù)裝置能及時(shí)有效的檢測(cè)到泵殼溫度的變化，有效地防止了泵殼、葉輪的磨損老化，從而大大延長(zhǎng)了泵機(jī)的使用壽命，并且使泵機(jī)的檢修周期大大縮短，使泵機(jī)的檢修周期由原來(lái)的每季度延長(zhǎng)到一年，通過(guò)測(cè)算每年可產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為2萬(wàn)元。(備注：每次檢修費(fèi)用為1萬(wàn)元，改進(jìn)前年實(shí)際檢修次數(shù)為4次，改進(jìn)后年實(shí)際檢修次數(shù)為2次)。

4.3 產(chǎn)生巨大且無(wú)法估算的安全效益

該保護(hù)裝置可有效防止人身、機(jī)電事故的發(fā)生，將產(chǎn)生無(wú)法計(jì)算的巨大安全經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述：為了將加壓過(guò)濾機(jī)入料泵泵體爆裂事故控制在發(fā)生前，烏蘭木倫選煤廠自主設(shè)計(jì)研制了泵體高溫保護(hù)閉鎖裝置并將其安裝到所有的入料泵泵體上，另外將該保護(hù)做成集控閉鎖程序。該裝置可實(shí)現(xiàn)了對(duì)泵體的實(shí)時(shí)溫度進(jìn)行監(jiān)控，一旦泵體出現(xiàn)高溫報(bào)警后，程序自動(dòng)閉鎖停車，將風(fēng)險(xiǎn)隱患降低到最小化。本設(shè)計(jì)從事故發(fā)生前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)控制，消除了煤泥入料泵在運(yùn)行過(guò)程中存在的風(fēng)險(xiǎn)隱患，徹底做到了人員、設(shè)備的本質(zhì)安全型。

[1]郭凡燦,薄磊,等.煤泥脫水裝備的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].2008(9).

牛超(1983—),男,陜西神木人,工程師,2006年7月畢業(yè)于西安石油大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè),現(xiàn)就讀清華大學(xué)工程碩士,現(xiàn)任中國(guó)神華神東煤炭集團(tuán)洗選中心烏蘭木倫選煤廠廠長(zhǎng)。