屏蔽泵在碳酸二甲酯装置中的故障分析及处理措施

吕常军(辽河油田石油化工总厂 124010)

一、酸二甲酯装置简介

辽河油田大力集团化工分公司1.6×104t/a碳酸二甲酯装置于2009年7月建成投产,其装置是一套精细化工装置，装置采用连续精馏方式生产，生产流程可分为碳酸丙烯酯（PC）合成、碳酸二甲酯（DMC）合成、精馏贮存三个工序。整套装置的物料均为易燃易爆介质，部分介质有强腐蚀性。为了减少物料的的泄漏,设计时特将装置所有的卸车泵、输送泵、进料泵、回流泵全部选用屏蔽泵共77台，采用的屏蔽泵种类有基本型、高温型、逆循环型、自吸型、泥浆型。

二、故障原因分析

1、屏蔽泵在日常检维修过程中，出现屏蔽泵回装困难，部分回装后在运转过程中叶轮端出现异常声响或电流超高。碳酸二甲酯装置由于占地面积所限，设计过程中将空间压缩，整体装置布局十分紧凑，导致大部分泵出口管线没有支撑，设备在未使用的过程中整体管线重量形成的重力集中于叶轮端，设备的水平性较差，造成设备在运转过程中转子轴套与石墨轴承之间的间隙不均匀，导致石墨轴承不规则的磨损，最终石墨轴承与轴套的间隙过大，设备停车维修。

2、T204进料泵、回流泵多次出现轴承与轴套抱死现象及泵体振动较大

2.1 P2401进料泵抱轴现象

由于T204为加压塔，塔压力控制指标为0.6MPa，在装置运行过程中由于操作问题及蒸汽压力的影响会造成塔压力超高，当压力超过0.77MPa时，受进料高度的影响泵扬程已不能满足进料的条件，泵出口阀门相当于关闭状态，由于物料为甲醇和碳酸二甲酯，长时间运转后，在泵体内产生汽蚀，在石墨轴承与轴套之间的液体膜出现气泡，屏蔽泵输送的介质是对轴承的润滑冷却并且对电机的冷却都起着非常重要的作用,因此,在循环液的不连续时,就会导致轴承与轴套、轴承与推力盘之间的流动液膜遭到破坏,轴承产生的热量带不走,加快了轴承的磨损。时间过长就会造成石墨轴承与轴套的干磨，最后导致抱轴现象。

2.2 P2402回流泵抱轴现象

（1）P2402为高温型泵，冷却盘管对循环液的冷却起着极其重要的作用，由于碳酸二甲酯循环水系统的问题，在系统管线中结构现象比较严重，冷却盘管细，久而久之，盘管慢慢堵塞，循环水流速较慢，循环液的温度不能有效的降低，加速了冷却盘管堵塞，同时泵体内同样会出现汽蚀现象，最终导致抱轴现象的发生。

（2）P2402b在维修的过程中，有一次发现叶轮出现裂纹，为了防止叶轮在运转的过程中损坏，为裂纹处补焊后重新打磨，正是由于此原因打破转子原有的动平衡，造成石墨轴承剧烈磨损，最终短时间内轴承、推力盘损坏，石墨轴承与轴套抱死。

2.3 泵体振动较大

（1）由于T204为加压塔，塔的压力对泵的出口压力是作用力与反作用力，造成泵体振动的加大。

（2）泵基础松动而引起的振动，P2401、P2402配用的都是37KW的电机，是整个装置功率最大的屏蔽泵。地脚螺栓同3.7KW的屏蔽泵同样采用两只M12×25的单头螺栓紧固，加之T204为加压塔的原因使整个泵体的振动加大。

（3）泵在启动初期出口阀未开，泵内气体无法彻底排尽，泵气蚀而引起振动。泵启动后泵出口阀流量不调至大于泵最小运行流量，泵内液体在泵内循环受热汽化引起气蚀振动。

3、P2201、P2202 频繁损坏

3.1 P2201、P2202是泥浆型屏蔽泵，特点是泵体尾部装有一个清液罐，泵体内装有机械密封，在使用的过程中，在清液罐中加入不易汽化的液体（本装置采用丙二醇作为清液）后，充入≤0.2MPa的氮气保护气，防止浊液进入泵体内加速石墨轴承的磨损，在使用的过程中，由于氮气阀门内漏导致尾罐压力过高，将清液全部压入泵出口，导致泵内充满氮气，导致屏蔽泵抽空，久而久之轴承磨损严重。

3.2 由于装置工艺的特点，T202釜及碳化罐无聊中含有部分结晶盐，长时间运转后，部分结晶盐促使机械密封端面磨损，浊液进入泵体内部，加速石墨轴承的磨损。

4、部分屏蔽泵出现泵体温度高，TRG显示表指示，电机绝缘、电流均正常

屏蔽泵对工作流量的要求比较高，出口流量需要控制在最小流量以上，如果低于最小流量，转子叶轮对泵体内的物料反复做功，泵出口开度小，泵出口返回到泵体内的循环液有限，不能有效降低轴承温度，最终导致泵体温度高。

三、处理措施

1、屏蔽泵出入口管线适当增加管托，减轻施加于泵体的重力。

2、加强循环水的管理或机泵冷却水改为除盐水后，进入蒸汽冷凝水罐，冷却盘管与夹套冷却水串联，提高水压；加强工艺管理，参数控制，泵出入口增加副线；减少泵出口流量的大幅度增减，以减少由此原因造成的汽蚀振动，加固泵体地脚螺栓改成四套螺栓同时紧固。

3、属于选型问题，更换成普通离心泵，采用水冲洗机械密封型式的离心泵。

4、泵出入口增加副线。

四、结论

上述故障分析及处理措施，基本适用于部分屏蔽泵的故障，基本可以保证屏蔽泵的长周期运行，进而减少设备检修费用,具有良好的经济效益,可见加强屏蔽泵的日常维护管理，一般性故障瓶颈能得到及时有效地处理，才能保障装置的长周期平稳运行。