丙烯酸装置屏蔽泵使用、维护特点浅析.ppt

丙烯酸装置屏蔽泵使用、维护特点浅析,化肥厂中级职称论文答辩,一、前言,随着化学工业的发展以及人们对环境保护、安全意识的提高，对化工用泵的要求也越来越高，在一些场合对泵提出了无泄漏要求，这种需求促进了屏蔽泵技术的发展。屏蔽泵由于没有转轴密封，可以做到绝对无泄漏，因而在化工装置中的使用已愈来愈普遍。,二、屏蔽泵原理和结构介绍,普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工作，而屏蔽泵是一种无密封泵，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，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。 屏蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和泵叶轮固定在同一根轴上，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，其动力通过定子磁场传给转子。,屏蔽泵结构简图,三、屏蔽泵的优缺点,屏蔽泵的优点 全封闭。结构上没有动密封，只有在泵的外壳处有静密封，因此可以做到完全无泄漏，特别适合输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。 安全性高。转子和定子各有一个屏蔽套使电机转子和定子不与物料接触，即使屏蔽套破裂，也不会产生外泄漏的危险。 结构紧凑占地少。泵与电机系一整体，拆装不需找正中心。对底座和基础要求低，且日常维修工作量少，维修费用低。 运转平稳，噪声低，不需加润滑油。由于无滚动轴承和电动机风扇，故不需加润滑油，且噪声低。 使用范围广。对高温、高压、低温、高熔点等各种工况均能满足要求。,三、屏蔽泵的优缺点,屏蔽泵的缺点 由于屏蔽泵采用滑动轴承，且用被输送的介质来润滑，故润滑性差的介质不宜采用屏蔽泵输送。 屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵，而与双端面机械密封离心泵大致相当。 长时间在小流量情况下运转，屏蔽泵效率较低，会导致发热、使液体蒸发，而造成泵干转，从而损坏滑动轴承。,四、丙烯酸装置屏蔽泵使用概况,兰州石化化肥厂丙烯酸装置共有70余台屏蔽泵，绝大部分（共53台）是大连帝国屏蔽电泵公司生产的，其余约18台为大连环友屏蔽泵公司生产。其运行介质包括了丙烯酸、丙烯酸丁酯、丁醇、NaOH、废水等装置生产的绝大部分介质，现将该装置丁酯单元的屏蔽泵的型号、主要性能参数统计如下表：,表（一）丙烯酸装置丁酯单元屏蔽泵使用概况,五、故障统计,丙烯酸装置屏蔽泵自2008年投入使用，至今也快满3年。在这3年中设备管理人员详细记录了每台屏蔽泵每一次的检修情况，包括检修人、检修原因、损坏部位、验收情况、修复情况等。通过对这些检修资料的归纳整理、总结分析，发现P6103、P6301A的故障率最高；在失效形式中，屏蔽泵的推力盘、石墨轴承损坏较多。泵发热、泵腔内有聚合物的现象较多。现将2008.06到2011.08这三年的具体检修统计情况与表（二）、表（三）。,表（二） 检修次数统计,图（二）各泵检修次数比较,图（三） 检修次数统计,表（三） 故障原因分析统计,图（四） 故障原因分析统计,故障原因分析,针对上述存在的主要问题，对整个工艺流程以及操作、维护和检修对屏蔽泵的全过程进行分析。通过研究发现这些问题主要来自三个方面：介质特性因素、设计施工原因和操作原因 。,介质特性因素,丙烯酸是一种化学性质活泼、酸性强、有较强的腐蚀性的液体。丙烯酸水溶液容易聚合，尤其在氧存在下极易聚合。这种聚合物在管道中容易造成管道变细或管路堵塞。这会导致屏蔽泵的循环管线循环不畅，泵散热不良，使泵发热。而在泵体中，聚合物会使石墨轴承和推力盘产生粘结，加速轴承磨损，严重时可以使卡子卡住，无法转动。这就是P6103故障高的主要原因。,介质特性因素,丙烯酸丁酯的物性是随温度升高，贮存时间的延长，自聚倾向加剧。P6301A与P6301B的输送介质都是粗丙烯酸丁酯，但P6301A中含有1%的对甲苯磺酸，而P6301B是经过P6301A中和后的粗丙烯酸丁酯，对甲苯磺酸是一个不具氧化性的有机强酸，对不锈钢有一定的腐蚀性。这也是P6301A比P6301B检修频率高的一个重要原因。,介质特性因素,丙烯酸装置屏蔽泵在出口侧循环管线处都加有小过滤网，因丙烯酸相关介质的聚合性，该过滤网经常堵塞，从而引发循环管堵塞。,设计施工原因,P6301A/B在设计选型时，为节约投资成本P6301A的定子屏蔽套和转子屏蔽套的材质为SUS316L，轴承为石墨轴承，轴套、推力盘的材质为SUS316+司太立合金。P6301B的定子屏蔽套和转子屏蔽套的材质为SUS316L，轴承为石墨轴承，轴套、推力盘的材质为SUS304+司太立合金。对甲苯磺酸对轴套、推力盘磨损、腐蚀严重。,设计施工原因,P4122的原设计中，电机热量及轴承摩擦推力盘产生的热量，因泵无外夹套冷却必须要靠所输送介质的流动来带走，一旦外界环境温度高（夏季）或循环冷却管路不畅，都会使热量聚集泵发热，严重时输送介质汽化，发生汽蚀。 装置输送介质的管线长、弯头多，管路中的流量和扬程一旦发生变化，极易发生冲击和震动。而部分管线缺少支撑、部分泵施工时基础不平也导致震动。,操作原因,丙烯酸装置因其装置自身的特点，在开车阶段及操作不当时、都会产生大量的杂质和聚合物，对定子屏蔽套和转子屏蔽套以及轴承和推力盘都有很大的磨损，聚合还会导致泵发热，此外操作不平稳会引起温度、压力的变化。 屏蔽泵的冷却夹套的冷却水疏于管理，有时会造成冷却水中断。 部分操作人员在开泵前未排汽，未把泵腔内的气体排干净，造成汽蚀。,操作原因,未及时清理入口过滤器，聚合物将过滤器堵塞，造成汽蚀。 部分操作人员经验不足，导致阀的开度过大。或巡检不到位，不能及时调整，泵有时会超负荷运行。 换热系统存在问题，换热器未投，介质温度高，泵发热。 检修工在检修时，未严格执行检修规程，造成轴间间隙不均匀，转动时损坏轴承。,改进措施,针对上述存在的问题，首先对员工进行安全教育和技术培训，把原理和操作要点交代清楚。特别是屏蔽泵的结构特点、使用方法和故障排除等以提高整个员工队伍的操作水平；加强巡回检查，密切注意TRG表指针所在位置和电流表、压力表的指示情况。一旦发现TRG表指向黄区，应立即向设备专业技术人员报告，安排停泵检修。此外利用停车或装置停工的机会，对平时发现的问题进行逐一整。,改进措施,考虑到丙烯酸类介质在管线中产生聚合物、容易在屏蔽泵石墨轴承螺旋槽及定、转子间隙之间滞留发热。导致发生聚合放热聚合的恶性循环中，丙烯酸介质的屏蔽泵的轴承的螺旋槽开的稍大一些，泵轴的轴向间隙也要安装在较大的许可范围内（如表4所示）以保证冷却介质的流速和流量足够，以利于带走产生的热量，避免介质在泵内发热产生聚合。,表4 泵轴的轴向窜量调整值（mm）,改进措施,对传输容易聚合介质的屏蔽泵的循环管过滤网拆除，避免介质聚合经常堵塞循环管入口。 更改P6103泵入口过滤器的目数，并定期加以清理，防止过多的杂质和异物进入泵内。 将P6301A轴套、推力盘的材质更换为SUS316L，将P6301B轴套、推力盘的材质的材质更换为SUS316。减少对甲苯磺酸对设备的腐蚀。向P6301A的输送罐V6301A中定期加入中和后的丙烯酸丁酯降低对甲苯磺酸的含量。 对震动泵的基础进行重新找正，并在弯头处加支撑。 对两台未带夹套冷取的泵利用合适的机会进行更换。,结论,通过加强管理和以上一系列整改措施，由表2也可以看出丙烯酸装置屏蔽泵故障逐年下降，未发生一起因屏蔽泵故障造成的非计划停车、保障了安全生产。 同时从前文的论述可以看出，屏蔽泵具有安全性高、维护简单，在输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体有很大的优势。在丙烯酸装置可以被广泛的推广使用。但不是所有的物料都可以使用屏蔽泵，尤