隔膜加藥泵不打壓故障分析處理

楊 林

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750026）

某新建大型化肥生產(chǎn)裝置，其產(chǎn)生動力蒸汽的鍋爐水質(zhì)主要通過磷酸鹽加藥泵進行控制，共四臺泵，位號為P8004A/B/C/D，分別向開工鍋爐、轉(zhuǎn)化汽包、合成汽包輸送磷酸三鈉，正常生產(chǎn)中三開一備。在裝置試生產(chǎn)運行過程中，P8004A/B/D三臺加藥泵均發(fā)生不同故障，具體表現(xiàn)在泵不打壓，不能正常運行。對鍋爐水質(zhì)的控制產(chǎn)生了影響，造成水質(zhì)超標，嚴重影響裝置試生產(chǎn)運行。

1 隔膜加藥泵結(jié)構(gòu)及參數(shù)

隔膜加藥泵主要由曲軸箱組件、沖程調(diào)節(jié)機構(gòu)、泵頭、補油室、輔助系統(tǒng)、控制系統(tǒng)組成，結(jié)構(gòu)示意圖（見圖1）。電機經(jīng)聯(lián)軸器帶動蝸桿并通過蝸輪減速，使N型曲軸和偏心輪作回轉(zhuǎn)運動，由偏心輪帶動柱塞作往復運動。沖程長度則通過N型軸的上下移動來改變偏心輪的偏心度，從而在0%～100%范圍內(nèi)調(diào)節(jié)流量。泵頭部分柱塞周期性的往復移動，使位移室體積發(fā)生改變，通過液壓油的傳遞使隔膜產(chǎn)生與柱塞往復移動相對應(yīng)的彈性變形。當向里變形時，泵腔內(nèi)形成真空，排出閥關(guān)閉，吸入閥打開，吸入液體；當向外變形時，吸入閥關(guān)閉，排出閥打開，排出液體。在泵的往復運動中形成連續(xù)、有壓力、定量的液體排放。

該化肥裝置磷酸鹽加藥泵型號為：MBH071-8MPFMDM4SEST11C522，介質(zhì)為：1%～5%磷酸鹽，介質(zhì)密度為：1 010 kg/m3～1 050 kg/m3，流量為：0.4 L/h～20 L/h，出口壓力為：15.5 MPa（G）。

圖1 隔膜加藥泵結(jié)構(gòu)示意圖

2 主要故障及原因分析[1]

經(jīng)過對三臺故障泵的拆檢發(fā)現(xiàn)，其故障問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

2.1 隔膜穿孔

在檢修P8004A時，現(xiàn)場打開油箱發(fā)現(xiàn)液壓油有乳化現(xiàn)場，初步判斷為隔膜破裂進水所致。拆開泵頭發(fā)現(xiàn)隔膜有擊穿現(xiàn)象（見圖2），其擊穿孔洞的分布狀態(tài)正好與液壓油的噴射口一一對應(yīng)，判斷其擊穿原因為液壓油油壓過高并長時間運行，隔膜在長期承受高壓狀態(tài)下被擊穿。而造成壓力油油壓過高的主要原因經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，其液壓油系統(tǒng)安全閥調(diào)節(jié)螺母調(diào)整過緊，造成液壓油工作壓力過高。

圖2 被擊穿損壞的隔膜

2.2 液壓油濾網(wǎng)堵塞

在檢修P8004B時，發(fā)現(xiàn)其液壓油系統(tǒng)管路過濾器較臟，存在堵塞現(xiàn)象。一旦過濾器發(fā)生堵塞，液壓油補油將無法及時到達泵頭液壓油端，推動隔膜對輸送介質(zhì)做功。

2.3 液壓油自動補油閥故障

在檢修P8004D時，發(fā)現(xiàn)其液壓油系統(tǒng)管路補油閥卡澀，無法及時打開，造成液壓油系統(tǒng)供油不足，液壓油無法通過隔膜對輸送介質(zhì)做功。

2.4 進出口單向閥泄漏

在隔膜加藥泵拆檢過程中，還發(fā)現(xiàn)泵體進出口管線單向閥存在泄漏情況。如進口單向閥泄漏，則會造成介質(zhì)通過進口單向閥倒流，加藥泵不能有效吸入液體，如出口單向閥泄漏，則會造成介質(zhì)通過出口單向閥倒流，加藥泵不能有效排出液體介質(zhì)。

2.5 出口管路設(shè)計不合理

經(jīng)現(xiàn)場檢查隔膜加藥泵出口管路，在靠近汽包處安裝單向閥。這樣使得從加藥泵出口至用戶汽包長達上百米的管線處于空液無壓狀態(tài)，致使在加藥泵啟動后，泵出口壓力在較長時間內(nèi)起不來，容易誤導操作人員作出錯誤判斷，從而進行各種無效的調(diào)整操作。

2.6 操作不當

在對操作人員的操作記錄和現(xiàn)場操作檢查中發(fā)現(xiàn)，操作人員在加藥泵初次起動過程中，未打開泵頭輸送介質(zhì)端導淋進行排氣操作，造成泵體輸送介質(zhì)端內(nèi)部有氣體存在，無法打壓。

3 處理措施[2]

針對拆檢泵體發(fā)現(xiàn)的不同故障，分別采取了相應(yīng)的處理措施。

3.1 調(diào)整液壓油系統(tǒng)安全閥起跳壓力，更換損壞隔膜

針對加藥泵液壓油油壓過高造成隔膜擊穿損壞故障，對壓力油系統(tǒng)安全閥進行調(diào)整，通過調(diào)整安全閥上部調(diào)節(jié)螺母將起跳壓力調(diào)小。對擊穿損壞隔膜進行了更換，因隔膜擊穿而導致進水的液壓油箱和液壓油管路系統(tǒng)進行了徹底置換清理，重新加入液壓油。

3.2 清理堵塞過濾器

將液壓油系統(tǒng)管路過濾器取出后，用氮氣反吹進行清理干凈后回裝。并對班組日常加油過程中是否嚴格執(zhí)行三級過濾制度進行監(jiān)督檢查，確保加油過程中不產(chǎn)生雜質(zhì)；檢查油箱蓋板和油氣帽是否密封嚴密，確保無雜質(zhì)進入油箱。

3.3 更換液壓油系統(tǒng)補油閥

對檢查出有問題的液壓油系統(tǒng)補油閥進行整體更換。

3.4 更換進出口單向閥

對加藥泵進出口管線存在泄漏的單向閥閥球和閥座進行更換。

3.5 改進操作規(guī)程

針對出口管路空液造成長時間無法建立有效壓力的情況，計算其充液需要時間。查閱加藥系統(tǒng)相關(guān)資料，隔膜加藥泵出口管線內(nèi)徑為15 mm，長度約為50 m，加藥泵在最大沖程狀態(tài)下流量為20 L/h，其管線內(nèi)部充滿介質(zhì)液體所需時間為：

式中：t-加藥泵出口管線充滿介質(zhì)液體所需時間，h；π-3.14；D-加藥泵出口管線內(nèi)徑，m；L-加藥泵出口管線長度，m；Q-加藥泵在最大沖程狀態(tài)下流量，L/h。

將查閱出的數(shù)據(jù)代入式（1）可計算得出t=0.44 h，約為26 min。根據(jù)計算所得加藥泵出口管路充液時間改進操作規(guī)程，將初次啟泵后到出口建立有效壓力的時間調(diào)整為30 min；同時規(guī)定在初次啟泵時，必須打開泵體導淋進行排氣操作。

4 總結(jié)

經(jīng)過采取以上措施后，磷酸鹽加藥泵在檢修后的運行過程中，未再發(fā)生過同類型故障，保證了設(shè)備的穩(wěn)定運行。也說明做好隔膜加藥泵的日常維護保養(yǎng)工作，嚴格按照加藥泵操作規(guī)程進行操作，同時按照隔膜加藥泵易損件更換周期對其定期更換，就能夠保證隔膜加藥泵的長周期運行。

能源漸入可再生時代

9月2日由環(huán)球網(wǎng)、中國社會科學院研究生院國際能源安全研究中心、中誠信研究院主辦，的新地緣政治因素下的中國油氣供給安全暨《世界能源藍皮書：世界能源發(fā)展報告（2018）》發(fā)布會在京舉行。報告認為，全球能源正在向高效、清潔、多元化加速轉(zhuǎn)型推進，能源供需格局正進入深刻調(diào)整的階段，世界各國對可再生能源的發(fā)展集中在太陽能、風能及生物質(zhì)能方面，旨在加快能源轉(zhuǎn)型進程、提高能源安全及減少對化石能源的依賴。

報告的主編，中國社會科學院研究生院院長、國際能源安全研究中心主任黃曉勇教授認為，世界各國向清潔能源及可再生能源積極轉(zhuǎn)型的信號主要體現(xiàn)在能源政策的積極轉(zhuǎn)型、發(fā)電成本的不斷下降、能源投資重心向綠色清潔化能源轉(zhuǎn)移、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化及人工智能在可再生能源領(lǐng)域的開發(fā)應(yīng)用等。全球主要國家不約而同地加快了低碳化乃至“去碳化”能源體系的發(fā)展步伐。歐美發(fā)達國家先后提出了明確的能源轉(zhuǎn)型計劃、轉(zhuǎn)型目標及推進措施，這是新科技革命、氣候變化及綠色低碳背景下國際能源體系發(fā)生深刻變化的重要先導信號。IRENA（國際可再生能源署）數(shù)據(jù)顯示，未來兩年可再生能源發(fā)電成本將會與化石燃料發(fā)電幾近持平，這是世界能源發(fā)展進入新時代的重要信號。全球能源轉(zhuǎn)型提速使得可再生能源的長期前景更加確定、投資風險降低、投資規(guī)模連續(xù)7年超過2 000億美元。目前風力和光伏發(fā)電是可再生能源投資的主要領(lǐng)域，投資區(qū)域重心也逐漸東移以中國、印度、巴西為代表的新興經(jīng)濟體對清潔能源的投資年均增長率近52.4%。

產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和能源消費結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化調(diào)整也將起到一定的推動作用。同時，新工業(yè)革命的爆發(fā)人工智能技術(shù)成為電網(wǎng)發(fā)展的必然選擇，也成為能源電力轉(zhuǎn)型的重要戰(zhàn)略支撐。可再生能源發(fā)展?jié)摿薮?，我國可再生能源發(fā)展前景也十分樂觀，將成為未來的重要突破點。

（摘自中國石油報第7173期）