尿素高壓氨泵故障處理及操作優(yōu)化策略研究

李星

（中海石油華鶴煤化有限公司，黑龍江 鶴崗 154100）

1 高壓氨泵結(jié)構(gòu)特點與工藝流程

該高壓氨泵采用3X8 3/4-10 級HSB 型10 級中速離心泵，其主要參數(shù)如表1。該泵結(jié)構(gòu)有泵體、密封系統(tǒng)、電機、齒輪箱、儀表控制聯(lián)鎖系統(tǒng)及潤滑油系統(tǒng)等主要組成部位。泵體作為高壓氨泵的主體部位，其結(jié)構(gòu)分為外缸、內(nèi)缸、軸承、泵蓋及其他轉(zhuǎn)動部件。外缸內(nèi)缸結(jié)構(gòu)整體呈現(xiàn)雙蝸殼設(shè)計，外缸設(shè)計為筒體式，內(nèi)缸設(shè)計為水平剖分式，外缸承受的是爆發(fā)壓力，內(nèi)缸蝸殼承受的是壓縮應(yīng)力。泵體的10 級葉輪其順序前五級依次按一至五排列，后五級則是按十至六順序排列，前后五級葉輪進(jìn)口方向相反，即以背對背方式布置，使得1 級進(jìn)口處于驅(qū)動端，6 級進(jìn)口處于非驅(qū)動端，為減少葉輪運動產(chǎn)生的軸向力做最大限度的設(shè)計。而且非驅(qū)動端的平衡套對平衡推力大小有很大作用，使得較容易進(jìn)行軸端密封。

表1 高壓氨泵主要參數(shù)

高壓氨泵的工藝流程為將來自合成氨設(shè)備的氨液升壓至指定壓力后送至高壓氨泵進(jìn)口，之后再高壓氨泵再次升壓至指定壓力。在此過程中，氨液需要在氨泵入口前端主管線上經(jīng)過氨過濾器及調(diào)節(jié)閥，分管線上的進(jìn)口安全閥、截止閥以及進(jìn)口流量計，在泵的出口后端主管線上經(jīng)過調(diào)節(jié)閥，分管線上經(jīng)過高壓閘閥和翻板式止逆閥，之后再經(jīng)過高壓閘閥和彈簧頂板式止逆閥回流至成氨界區(qū)。而控制人員需要時刻關(guān)注系統(tǒng)情況，調(diào)節(jié)主線上的調(diào)節(jié)閥和泵出口副線上的調(diào)節(jié)閥以達(dá)到控制適量的氨液進(jìn)入高壓系統(tǒng)的目的。

2 高壓氨泵檢修情況與處理措施

因氨泵雙側(cè)機封泄漏嚴(yán)重，本次檢修的目的是對雙側(cè)機封進(jìn)行更換（機封國產(chǎn)化）并對徑向軸承、止推盤、止推軸承及其配合間隙進(jìn)行檢查。檢修作業(yè)需要關(guān)注事項具體有聯(lián)軸器頂絲、找正對中、止推盤鎖母（重點項）、機封軸套及軸間的方鍵（重點項）、機封與軸平行度（重點項）、軸竄的測量、機封軸套鍵槽、徑向軸承方向（重點項）、工具擺放。前期技術(shù)準(zhǔn)備工作是本次檢修的重點，專用工具、工機具、量具準(zhǔn)備齊全，把檢修數(shù)據(jù)研究透徹，數(shù)據(jù)測量要精準(zhǔn)，配合間隙要嚴(yán)格保證在圖紙要求范圍內(nèi)。機封取出及安裝過程中，要嚴(yán)格保證機封與軸的平行度，防止抱死無法動作，機封取出后要仔細(xì)打磨清洗，保證各個配合面的清潔度，防止發(fā)生回裝阻塞現(xiàn)象。其需要檢修的點具體可見表2。

表2 多級離心式高壓氨泵P06102A/B 檢修檢查用數(shù)據(jù)表

對于檢修情況良好的有止推盤兩側(cè)工作面無肉眼可見劃痕等缺陷，著色探傷無明顯缺陷；主、副推瓦塊無明顯缺陷，厚度偏差均為0.03mm 以下，不作調(diào)整，清洗后可以繼續(xù)使用。檢修情況需要進(jìn)行修復(fù)或者更換的如下。

（1）對動靜環(huán)、軸套與軸間進(jìn)行拆解檢查后，發(fā)現(xiàn)三者間附著大量紅色固體銹垢，驅(qū)動側(cè)機封拆卸時軸套與軸間結(jié)垢造成機封卡塞、銹垢堆積，導(dǎo)致軸表面拉傷（非密封與裝配位置），初步判斷機封沖洗水水質(zhì)差導(dǎo)致長時間運行結(jié)垢是縮短機封壽命的主要原因，軸套與軸間的結(jié)垢堆積是導(dǎo)致本次轉(zhuǎn)子拉傷的原因，針對該原因可對結(jié)垢進(jìn)行清理并在之后的工藝中更換機封沖洗水水質(zhì)。具體見圖1。

圖1 機封靜環(huán)座、軸套與轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)情況

（2）檢查轉(zhuǎn)子驅(qū)動側(cè)徑向軸承裝配位置時發(fā)現(xiàn)有磨損痕跡，可以利用金相砂紙沾油將高點處理掉，見圖2。

圖2 轉(zhuǎn)子驅(qū)動側(cè)徑向軸承裝配位置

（3）驅(qū)動側(cè)徑向軸承存在較明顯的磨損痕跡，考慮到設(shè)備運行過程中振值及溫度均處于較好水平，本次對上瓦磨損處高點利用鋸條及金相砂紙進(jìn)行打磨處理，見圖3。

圖3 驅(qū)動側(cè)徑向軸承

（4）需要更換的部件，有動靜環(huán)備件包（4 套動環(huán)、4 套靜環(huán)及其配套密封圈），集裝機封座及軸套不做更換，經(jīng)過清洗后繼續(xù)使用，屬于機封國產(chǎn)化。機封密封圈均存在變形、腐蝕等情況，本次決定對所有密封O 形圈進(jìn)行更換。更換原因有損傷、老化、改造、消耗品和達(dá)到使用壽命，見圖4。

圖4 更換部件

（5）需要改造的部件，回裝驅(qū)動側(cè)機封前，在軸套內(nèi)側(cè)退刀槽位置（機封鎖片配合處里側(cè)）增加一個四氟調(diào)整墊，墊片厚度為退刀槽寬度，外徑與退刀槽外徑一致，內(nèi)徑為軸配合處軸頸尺寸加0.1mm（68mm+0.1mm）。此項改造的目的是讓調(diào)整墊片在機封拆裝時，軸套在轉(zhuǎn)子變徑處的推拉過程中起到支撐與過渡的作用，讓機封與軸始終保證一個較高的平行度，方便拆裝，見圖5。

圖5 驅(qū)動側(cè)機封

檢修完成后，需要進(jìn)行試車運行，進(jìn)行機封靜壓試漏，機械密封及油管路無泄漏，并于當(dāng)晚進(jìn)行油洗。啟動試泵后，振值、溫度及聲音均處于良好水平，機封無泄漏、滲漏等情況。

3 高壓氨泵操作優(yōu)化策略

高壓氨泵產(chǎn)生故障導(dǎo)致其周期運行變短，為減少故障在操作時應(yīng)盡可能保持氨泵的正常運行，為使高壓氨泵長周期運行所采取的措施如下。

（1）提高氨泵在線倒泵操作，針對在線倒泵制定優(yōu)化操作方案并且多次實踐完善確保安全，對于在線倒泵操作，需要現(xiàn)場操作人員與主控人員共同配合啟動P06102B 后對其副線調(diào)節(jié)閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，使P06102A/B 兩泵出口壓力相近，現(xiàn)場操作人員對于P06102B 泵主線出口的第二切斷閥進(jìn)行緩慢打開操作直至全開，而主控人員則需要時刻觀察高壓系統(tǒng)中進(jìn)入的氨量變化并進(jìn)行微調(diào)使其保持在一定范圍內(nèi)，在此期間，需要保持P06102B副線調(diào)節(jié)閥不變。之后主控人員需要進(jìn)行的操作是確認(rèn)P06102B 泵主線出口第二切斷閥處于全開狀態(tài)后，對P06102B 副線調(diào)節(jié)閥和P06102A 副線調(diào)節(jié)閥進(jìn)行緩慢交替多次關(guān)小的操作，同時穩(wěn)定高壓氨泵主線調(diào)節(jié)閥的流量和P06102A/B 兩泵的電流，在P06102B 泵主線出口第二切斷閥完全關(guān)閉后，則需要立即通知現(xiàn)場操作人員快速關(guān)閉P06102A 出口主線第二切斷閥，并保持高壓氨泵主線調(diào)節(jié)閥的流量和P06102A/B 兩泵的電流處于正常波動范圍內(nèi)。

（2）優(yōu)化高壓氨泵密封水系統(tǒng)的操作與控制，為使系統(tǒng)穩(wěn)定運行，需要在密封水箱處增加在線監(jiān)測液位系統(tǒng)，設(shè)有報警提示裝置以提醒操作人員及時調(diào)整密封水箱液位。同時，為密封水潔凈度還可以更換密封水，由蒸汽冷凝液供應(yīng)改為脫鹽水供應(yīng)，使水質(zhì)純凈度提高無固體雜質(zhì)，對于密封水過濾器要重點關(guān)注及時切換清洗，密封水箱需要保持連續(xù)排放置換，對于密封水箱的補水閥不必全開，保持部分開度即可。對于高壓氨泵密封水的壓力、溫度、流量都要控制在規(guī)定范圍內(nèi)，在此范圍內(nèi)，可以使用密封回水流量增加，機封水溫度減低的手段加強機封間的換熱以改善機封運行。因此，崗位人員的操作技能需要多加培訓(xùn)保持熟練，避免操作失誤導(dǎo)致高壓氨泵出現(xiàn)故障。

（3）高壓氨泵檢修或置換時的操作改進(jìn)，高壓氨泵在整個尿素生產(chǎn)工藝中對于維持尿素生產(chǎn)正常運行至關(guān)重要，需要保證檢修結(jié)果的正確與完整，在檢修和置換氨泵時應(yīng)該避免氨冷凝現(xiàn)象，置換氨泵時控制好氨泵壓力，必要時對管線泵體進(jìn)行充氮，置換管道時，必須保證其壓力在0.3 ～0.4MPa，排放氣體中無氨味時將壓力降至差壓狀態(tài)進(jìn)行置換；檢修完成后，需要進(jìn)行引氨操作，此時通過充氮先升壓至指定壓力，再引氨并且在引氨期間控制壓力處于指定壓力以上。同時，對此需要保證備用氨泵及機封、密封水、潤滑油等其余備件質(zhì)量合格，可以隨時投入使用，技術(shù)人員需要定期檢查備用設(shè)備，盡量避免機封泄露問題，同時與其他技術(shù)人員進(jìn)行交流，互相學(xué)習(xí)經(jīng)驗技術(shù)，增強自身能力。