合成氨回收系統(tǒng)隔膜泵故障判斷及處理

孟春勝

（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方 572600）

合成氨回收系統(tǒng)隔膜泵故障判斷及處理

孟春勝

（中海石油化學(xué)股份有限公司，海南東方 572600）

合成氨回收系統(tǒng)隔膜泵用在富液即濃氨水的升壓輸送中，在回收系統(tǒng)中屬于故障率比較高的設(shè)備，在進(jìn)行故障分析時，需要從設(shè)備和系統(tǒng)兩方面進(jìn)行分析，綜合評判故障原因。從實際應(yīng)用經(jīng)驗出發(fā)，分析隔膜泵日常應(yīng)用中經(jīng)常存在的問題及相應(yīng)的解決方法。

合成氨；回收系統(tǒng)；隔膜泵

1 現(xiàn)狀

隔膜泵在化工裝置中比較常見，主要用在對打量精確度要求比較高的場合，作為計量泵來應(yīng)用，合成氨回收系統(tǒng)是相對比較獨(dú)立的一個系統(tǒng)，因為各個塔的容積都比較小，抗波動性能差，所以一旦出現(xiàn)泵的打量波動或不足，會迅速傳導(dǎo)至系統(tǒng)，引起系統(tǒng)指標(biāo)異常，從而被迫?；厥障到y(tǒng)檢修。因隔膜泵屬于故障率比較高的一種泵，所以如何快速準(zhǔn)確的判斷隔膜泵的故障點(diǎn)并進(jìn)行針對性檢修對合成氨回收系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行就顯得極為重要。

2 隔膜泵的故障類型

因為合成氨的回收單元是一個整體的系統(tǒng)，隔膜泵是這個系統(tǒng)的組成之一。隔膜泵最常見的故障之一就是打量下降，要準(zhǔn)確快速的判斷故障，就必須從設(shè)備和系統(tǒng)兩方面來對故障進(jìn)行判斷。

設(shè)備故障主要是設(shè)備本身各個部件的損傷的故障；系統(tǒng)故障不僅包括泵本身所在的小系統(tǒng)，還包括整個回收單元系統(tǒng)對隔膜泵的影響。

3 系統(tǒng)對隔膜泵打量的影響

在我廠隔膜泵的使用過程中，多次出現(xiàn)過由于系統(tǒng)原因而顯示隔膜泵打量不足，通過對設(shè)備和系統(tǒng)的綜合判斷，才確定了故障的原因并通過系統(tǒng)調(diào)整和改造，消除故障。

3.1 回收系統(tǒng)對隔膜泵打量的影響

我廠使用的隔膜泵用來給吸收合成氨馳放氣中的氨后的濃氨水加壓，并輸送至再生塔進(jìn)行再生，由于隔膜泵沒有獨(dú)立的流量計，主要通過泵液來源閃蒸氣體吸收塔的液位和補(bǔ)水量來評判泵打量的大小并進(jìn)行調(diào)整，在2014年期間兩臺泵的打量均出現(xiàn)較大幅度的下降，并直接影響了系統(tǒng)的運(yùn)行，泵的打量相對于2013年下降了1/2以上，所以不得不將泵的打量行程開至最大才勉強(qiáng)能夠滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求。

經(jīng)過對泵體及附屬閥門及管道的檢查均沒有發(fā)現(xiàn)明顯的問題，更換主要易損件之后也只能小幅度的提高打量，經(jīng)過對整個系統(tǒng)的判斷，最后將焦點(diǎn)集中在了隔膜泵后回流回閃蒸氣體吸收塔的調(diào)節(jié)閥上，該調(diào)節(jié)閥用來通過回流調(diào)節(jié)閃蒸氣體吸收塔的液位，液位高時處于全關(guān)狀態(tài)，由于設(shè)備正在運(yùn)行，所以無法通過拆檢檢查來判斷該調(diào)節(jié)閥是否出現(xiàn)泄漏。

我廠使用一用一備的運(yùn)行模式，后通過雙泵運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，單臺運(yùn)行時泵的打量為300kg/h，雙泵運(yùn)行時打量達(dá)到1 500kg/h，由此可以算出，在泄漏量一定的情況下，單臺泵的實際打量為1 200kg/h，回流調(diào)節(jié)閥的實際泄漏量達(dá)到900kg/h左右。

在裝置檢修期間，經(jīng)對該回流調(diào)節(jié)閥檢修發(fā)現(xiàn)，該調(diào)節(jié)閥彈簧彈力不足引起閥芯關(guān)閉不到位從而出現(xiàn)泄漏，經(jīng)檢修泵打量恢復(fù)正常，為防止此類再次發(fā)生，在該調(diào)節(jié)閥之前加裝了一道手動截止閥以方面手動調(diào)整。

3.2 泵操控系統(tǒng)對泵打量的影響

泵的操控系統(tǒng)包括了入口閥、出口閥、單向閥、回流閥及入口管道過濾器等一套系統(tǒng)，該系統(tǒng)中任何閥門及濾芯出現(xiàn)問題都有可能影響泵的打量。

3.2.1 入口濾網(wǎng)

隔膜泵對介質(zhì)的清潔度要求較高，要盡量避免固體雜物堵塞對泵的影響，所以在泵的入口加設(shè)有入口管道過濾器，對介質(zhì)中的雜質(zhì)進(jìn)行過濾，尤其是經(jīng)過系統(tǒng)開停車等系統(tǒng)流速大幅波動狀況下，最易將一些雜質(zhì)帶入系統(tǒng)介質(zhì)中，雜質(zhì)累積多了之后堵塞入口濾網(wǎng)，從而引起泵的打量不足，由于泵本身的打量就比較小，所以這種影響就比較明顯。

在泵一用一備的情況下，單臺泵的入口濾網(wǎng)可在線切換出進(jìn)行清洗，工作比較簡單，所以在泵打量不足且濾網(wǎng)經(jīng)較長時間未清理的情況下，一般都會首先對入口濾網(wǎng)進(jìn)行清理以排除故障可能。

3.2.2 出口單向閥

在每臺泵的出口，均加設(shè)有一道單向閥。加設(shè)單向閥后，泵可以打開進(jìn)出口閥進(jìn)行備用，以防止倒液，在不帶負(fù)荷開泵時，打開出口閥介質(zhì)也不會回流影響系統(tǒng)工況，所以單向閥在系統(tǒng)中也有比較重要的位置。

由于隔膜泵是非均勻打量，所以在每一個打量沖程，出口單向閥均會動作一次，這種頻繁的動作容易引起單向閥內(nèi)件的磨損，除了密封面磨損引起單向閥密封不嚴(yán)之外，還會由于單向閥銷軸的磨損引起閥板脫落。由于泵的本身有出、入口單項閥，所以出口單向閥密封不嚴(yán)時不會對泵的整體打量產(chǎn)生大的影響，只會在備用和開泵時影響操作，但是一旦出現(xiàn)閥芯脫落，在加載沖程時將閥芯沖單向閥的后側(cè)堵塞流道，將可能引起泵的打量不足，同時還會伴有打量波動變大及泵體振動變大。

一般通過用聽針聽單向閥的聲音可以判斷單向閥工作是否異常，停車備用期間則通過開出口閥、關(guān)閉入口閥觀察出口壓力表壓力是否上升來判斷單向閥的故障，單向閥故障的判斷主要在日常多巡檢，發(fā)現(xiàn)問題及時維修或更換單項閥，通過這種方式可極大降低單向閥故障影響泵運(yùn)行的可能性。

3.2.3 回流閥和安全閥

回流閥在開停泵的時候使用，主要起到對泵進(jìn)行卸載的作用，由于泵本身就有調(diào)節(jié)打量的功能，一般不需要通過回流來調(diào)節(jié)泵的流量?；亓鏖y經(jīng)長期使用后，閥芯、閥座都會有一定的磨損，輕微的磨損不會對泵的打量產(chǎn)生大的影響，但是漏量較大時則會對系統(tǒng)產(chǎn)生影響。

泵備用期間可以通過開關(guān)回流閥觀察入口導(dǎo)淋泄漏量的方式來觀察是否有泄漏。運(yùn)行期間由于正常情況下回流閥連接的管道內(nèi)的介質(zhì)是不流動的，所以它的溫度就與主介質(zhì)管道的溫度有區(qū)別，相對更接近常溫，通過測溫儀對回流閥連接法蘭管道的溫度和主流道管道的溫度進(jìn)行對比，就可在一定程度上判斷回流閥是否泄漏。

安全閥安置在泵的出口，但是安全閥的出口經(jīng)管道連至泵的入口，一旦安全閥泄漏，就相當(dāng)于給泵的出口到入口之間增加了一個回路，引起泵的可監(jiān)測有效打量下降。由于安全閥的出口不是對空，所以無法通過簡單目視判斷安全閥是否泄漏，通常通過聽針聽及側(cè)安全閥出口溫度是否與常溫偏差較大來判斷安全閥是否有泄漏。

4 泵本身損傷對打量的影響

泵本身對打量的影響主要在易損件上，比如隔膜、泵體單向閥、補(bǔ)油閥及柱塞環(huán)等的影響，一般通過定期維護(hù)或者單項維護(hù)來處理。

4.1 隔膜的影響

該隔膜泵的隔膜有兩層，在兩層隔膜間的腔室有管道連接至外邊作為檢漏之用，為了防止油進(jìn)入系統(tǒng)或者氨水進(jìn)入油中所以用雙層隔膜，不管哪邊的隔膜破損，檢漏管都能排出相應(yīng)的油或者氨水，以此來判斷隔膜已經(jīng)破損。在單側(cè)隔膜輕微破損的情況下，并不會對泵的打量產(chǎn)生影響，所以有一個緩沖期可根據(jù)需要適時進(jìn)行隔膜的更換。

4.2 泵出、入口單向閥的影響

泵的出、入口各有一個單向閥，該單向閥為鋼球單向閥，通過鋼球的自重及系統(tǒng)壓力進(jìn)行密封，鋼球起跳時有一個行程。隨著使用時間的延長，鋼球及球座均會出現(xiàn)一定的磨損；支架的磨損也會引起行程邊長，密封不及時。以上情況都會引起密封不嚴(yán)引起泄漏，當(dāng)入口單向閥泄漏時，在壓縮行程中壓縮腔中的介質(zhì)會反流入入口管道；當(dāng)出口單向閥泄漏時，在吸液行程中，出口管中的介質(zhì)會倒流入泵體，這兩種情況都會引起泵打量的下降，甚至當(dāng)單向閥損傷程度較大時，引起泵無法打量。當(dāng)單向閥輕微損傷時不好判斷，一般需先排除系統(tǒng)原因，再檢查單向閥。當(dāng)單向閥損傷嚴(yán)重時，通過聽鋼球開合的聲音可以進(jìn)行一定的判斷。

4.3 補(bǔ)油閥的影響

補(bǔ)油閥一端連著隔膜腔，一端連著油箱，有類似單向閥的作用。當(dāng)壓縮時，在壓力作用下補(bǔ)油閥閉合，隔膜油側(cè)閉合進(jìn)行壓縮，當(dāng)吸液時，補(bǔ)油閥有一個小的開度，可對隔膜油側(cè)進(jìn)行補(bǔ)油，以補(bǔ)充長時間運(yùn)行可能的損耗。當(dāng)補(bǔ)油閥泄漏時，在壓縮行程補(bǔ)油閥無法閉合，在壓力作用下油從補(bǔ)油閥漏走，引起泵隔膜無法聚壓，從而引起打量不足。

補(bǔ)油閥一般運(yùn)行時間比較長，使用周期比隔膜和出入口單向閥都長一些，又由于一直浸在油中，所以磨損相對較小，如果泵在做了其它的檢修之后仍然出現(xiàn)打量不足，就必須找找是否是補(bǔ)油閥失效的原因。

4.4 柱塞環(huán)的影響

柱塞環(huán)套在柱塞上，主要起到密封和防止柱塞和缸體直接磨損的目的，當(dāng)柱塞環(huán)磨損到一定程度時，無法起到密封效果，油從柱塞與缸體縫隙漏回，引起隔膜泵打量下降。只要按照檢修周期進(jìn)行更換，一般不容易突然失效，柱塞環(huán)磨損對打量的影響是一個比較緩慢的過程。

4.5 設(shè)備動力及傳動結(jié)構(gòu)的損傷

設(shè)備的動力和傳動機(jī)構(gòu)的損傷不常發(fā)生，但是一旦發(fā)生均會對設(shè)備造成比較大的損害，一部分損傷會立即影響泵的打量，如連桿及軸的斷裂，另一部分在損傷初期不會引起泵的打量下降，如軸承磨損等。

但是，這種磨損一般會有兩個比較明顯的特征，一個是噪音變大或者出現(xiàn)異常聲響，另一個是局部溫度異常上升。不管出現(xiàn)哪一個，都應(yīng)該立即停機(jī)對設(shè)備進(jìn)行檢查，以防出現(xiàn)損傷的擴(kuò)大化。

5 結(jié)論

隔膜泵不光是一個單臺的設(shè)備，它一旦安裝運(yùn)行后就存在于一個系統(tǒng)之中，一旦出現(xiàn)異常，我們不光要從泵本身找原因，還要細(xì)致的對系統(tǒng)進(jìn)行分析，只有這樣才能更快速有效的找到故障點(diǎn)，節(jié)約維修時間和維修成本，提高效率。

Fault Diagnosis and Treatment of Diaphragm Pump in Synthetic Ammonia Recovery System

Meng Chun-sheng

The ammonia recovery system diaphragm pump is used in the pressurized conveying of rich liquid and concentrated ammonia water.It belongs to the equipment with high failure rate in the recovery system.When analyzing the fault，it needs to analyze and evaluate the equipment from two aspects.cause of issue.From the experience of practical application，analysis of diaphragm pump daily application of the problems often exist and the corresponding solutions.

synthetic ammonia；recovery system；diaphragm pump

TH323

B

1003-6490（2016）08-0005-02

2016-07-30

孟春勝（1979—），男，河南焦作人，主要從事化工生產(chǎn)設(shè)備管理方面的工作。