输送丙烯腈介质的屏蔽泵跳车原因及解决措施

输送丙烯腈介质的屏蔽泵跳车原因及解决措施【摘要】简单的阐述了屏蔽泵的工作原理。针对安庆石化丙烯腊装置成品塔回流泵使用的逆向循环型（R型）屏蔽泵出现频繁跳车的现象进行分析，认为是排气管线堵塞使得泵在运行过程中排气不畅使轴承损坏，造成叶轮与蜗壳摩擦，导致该泵跳车。通过化学清洗的方式疏通排气管线后解决了该问题。【关键词】屏蔽泵；丙烯腊；跳车；轴承；排气管线；化学清洗中国石化股份有限公司安庆分公司丙烯腊装置成品塔回流泵P-124A/S选用的是大连帝国屏蔽泵厂生产制造的R61-417J4BM-0506U1-B型屏蔽泵。P-124A/S（其性能参数如表1，结构方式如图1）的作用是将T-107塔顶部的丙烯腊一部分打回流至T-107塔顶部，一部分送往回收塔T-104。图1P-124A/S结构图表1P-124A/S性能参数项目性能参数输送介质丙烯腊输送温度43°C扬程83.1m流量20m?/h电机功率15KW电机转速2880rpm工作原理屏蔽泵把泵和电机连在一起，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一个轴上，利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力由转子和定子的电线组产生的旋转磁场提供。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封，故能做到完全无泄漏。成品塔回流泵P-124A/S运行情况成品塔回流泵P-124A/S原采用的是美国高质泵公司生产的离心泵，因其机械密封频繁泄漏，1999年换型屏蔽泵。P-124A/S自1999年连续平稳运行15年,2015年3月，P-124A出现电流过载、轴承损坏、叶轮磨损、频繁跳车（跳车记录见表2）的现象。表2P-124A跳车记录跳车次数投用时间跳车时间运行时间（h）TOC\o"1-5"\h\z2月1日 3月1日 6723月4日 3月5日 183月6日 3月6日 63月7日 3月8日 143月9日 3月9日 53月18日3月19日173月22日 3月23日 15造成P-124A/S跳车可能的原因3.1轴承磨损：轴承磨损分为径向磨损和轴向磨损。当轴承径向磨损后，转子可能与定子接触，造成转子和定子摩擦，从而使得机泵跳车；当轴承轴向磨损后，转子串量变大，可能使叶轮前串与蜗壳摩擦，造成机泵跳车。3.2冷却水量小：机泵在运转的过程中会产生大量的热量，其中一部分热量由连续流动的介质带走，一部分热量通过定子外面的冷媒换热带走。当泵内介质流量不发生变化时，定子外的冷却水流量降低，会导致定子内线圈发热，从而使机泵跳车。3.3屏蔽套损坏：定子或转子的屏蔽套损坏分为屏蔽套破裂和鼓包。屏蔽套破裂会使介质进入到转子或定子的线圈内部，造成电机损坏；屏蔽套鼓包会使泵内循环液的流量降低，导致轴承润滑不好，使得轴承损坏、机泵跳车。3.4泵抽空：当泵输送介质的量大大减少或泵汽蚀时，泵会出现抽空现象，使得机泵轴向力不平衡、轴承润滑介质的量降低，使得机泵跳车。3.5排气不充分：连续运转的机泵产生的热量使被输送介质汽化，生成的气体不能及时有效的排出，使得轴承得不到良好的润滑也会导致机泵跳车。P-124A跳车的原因分析及解决措施通过观察P-124A/S运行过程中泵出口压力，排除泵抽空的现象。根据P-124A多次跳车损坏的情况进行分析，认为轴承轴向磨损（见图2）导致叶轮前串与蜗壳摩擦（见图3）使得运行电流增大，致使泵出现跳车的现象。图2磨损的轴承图3磨损的叶轮屏蔽泵轴承轴向磨损直接原因是轴承润滑效果不良。R型屏蔽泵的润滑路径（如图4）是蜗壳内的介质经过叶轮的带动进入到端盖的小孔，流经小孔的介质一部分通过前轴承的导流槽进入轴承与轴套的间隙中形成润滑，最后通过叶轮与端盖的间隙回到蜗壳内，另一部分经过转子与定子形成的间隙流动到后轴承处，同样经过后轴承的导流槽进入到轴承与轴套形成的间隙中达到润滑的效果，最后回到泵入口顶部的高位储槽中。图4R型屏蔽泵润滑路径图通过对P-124A损坏部件的观察、相关资料的查阅、跳车的原因分析，最终将问题锁定在该屏蔽泵的润滑路径上，采用测量和观察的方法逐步找出问题。4.1转子串量以及G值的测量表3P-124A转子串量及G值测量数据名称标准要求值（mm）实测值（mm）G值5.05.1轴向串量1.2〜3.0 2.04.2轴承径向间隙的测量表4P-124A轴承径向间隙测量值位置标准OA-OB（L=113mm）实测值前轴承<0.5mm0.41mm后轴承<0.5mm0.40mm观察P-124A定子与转子的屏蔽套，并没有发现明显的划痕，而滑动轴承的径向间隙均在指标范围内，因此转子与定子之间的间隙能够满足润滑介质的流道需求。通过注水的方式对P-124A尾部的回流管线测试，回流管线并无堵塞现象。因此问题只能出现在图4所示的回流管上方细小的管线上。注水测试，发现丙烯腊聚合物将该管线的中间部位堵塞。丙烯腊是无色有刺激性型气味的液体，熔点-83.6°C，沸点77.3°C，黏度0.34(mPa.s,25°C),长时间吸入能引起恶心、呕吐、疲倦等现象，人吸入0.8mg/m?会导致DNA损伤、精子形态学和细胞遗传学改变，见光、遇热、久贮易聚合。通过与厂家技术人员沟通了解到该细小的管线是将R型屏蔽泵定子形成的腔体内气体排出的管线，称做排气管。由于排气管线外径只有6mm，内部孔径更小，而丙烯腊聚合物属于高聚类化学物质，难以消除。比较射流和化学清洗的成本及效果，采用化学清洗是低成本且有效的疏通途径。5.预防措施5.1丙烯腊是易聚合的化学物质，工艺生产时应该连续不断的加入阻聚药剂，防止和减缓丙烯腊的聚合。5.2对于P-124A/S停用的泵要将介质放尽，并用水进行置换。5.3经常切换P-124A/S，防止残存的丙烯腊发生聚合，保证润滑路径的畅通。5.4入口加滤网，防止系统中的聚合物进入到泵体内部，将润滑路径堵塞。6结语通过对屏蔽泵的原理、结构的了解，结合安庆石化丙烯腊装置成品塔回流泵(R型屏蔽泵)P-124A/S的运行情况及部件损坏的现象进行分析，通过排查的方法找到了P-124A频繁跳车的根本原因，并采取了简单有效的措施进行了处理，提出了预防该问题重复出现的预防措施。