低温甲醇洗冷态泵机封防冻装置简介

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(安徽晋煤中能化工股份有限公司，安徽 临泉 236400)

1 背景情况

安徽晋煤中能化工股份有限公司航天炉(HT-L)粉煤加压生产系统采用低温甲醇洗净化。低温甲醇洗岗位的主要任务是用精甲醇在低温下吸收原料气中的CO2、H2S、有机硫(COS、CS2)、水及其他杂质，使原料气得到净化；同时分离出纯度98%以上的CO2气供尿素使用；分离出H2S浓度25%以上的酸性气供硫酸岗位使用；吸收后的甲醇经过减压闪蒸、氮气汽提、热再生后循环使用。

低温贫甲醇吸收液由装置中各低温泵提供循环动力，备用的低温泵又要始终有一股低温甲醇流过，使其处于冷态备用状态。这些备用泵的机封盖和泵轴由于与低温液体接触，在热传导的作用下，其表面温度都在零度以下(基本上是-25～-40 ℃)，大气中的水蒸气极易在上面冷凝并结冰，常常造成机封盖和泵轴冻结在一起，使冷态备用泵处于无法备用状态，这样导致低温泵组出现结冰抱轴现象，设备不能备用。若运行泵出现故障，备用泵开不起来，极易造成停车事故的发生，给装置安全生产带来极大的隐患。

2 具体改造措施

根据低温甲醇洗冷泵的特点，我们设计了一种防止低温泵机封盖和泵轴结冰的装置。装置由来自界区外露点温度为-60 ℃的仪表用空气、管线、控制气量阀门、倒U型干燥空气吹出装置组成。其特点是，倒U型吹出装置内侧设置多个吹出小孔，共三列，互为斜45°对称排列分布，U型装置弯中心位置小孔孔径为2 mm；各个小孔中心线对称分布于U型装置的两竖直管线上。通过阀门控制，使空气源源不断地通过倒U型小孔对机封吹扫。由于空气的冲击，泵轴与机封上的冷接触减少，这样就不会出现结冰现象。装置示意如图1。

图1 防结冰装置示意

改造于2010年5月完成。根据季节情况、空气湿度和温度的变化，通过阀门调节吹出干燥空气量，达到既保证不结冰又节约空气的目的(本装置用的干燥空气来自其他工段，绿色低碳)。干燥空气不断从倒U型装置小孔内均匀吹出，从而在机封和泵轴表面形成一层干燥空气覆盖物，有效隔离周围湿空气，防止大气中的水蒸气在其表面冷凝和结冰。实践证明，机封和泵轴再也没有出现冻结现象，从而保证了低温甲醇洗各低温泵的安全稳定运行。改造前后对比如图2、3。

图2 改造前泵示意

3 发明点或创新点

据此，我公司申请了“防止低温泵机封盖和泵轴结冰装置”专利，并于2012年12月26日由国家知识产权局授权为实用新型专利，专利号为ZL201220199089.5。

图3 改造后泵示意

本实用新型装置结构简单、投资少、运行费用低。经过实际生产运行检验，能有效防止备用泵机封盖和泵轴结冰。

4 与当前国内外同类研究、技术的比较

目前，国内化工生产企业对于低温泵防结冰没有可靠的措施，基本上是发现机封与泵轴结冰抱轴后，及时用蒸汽或热水来化冰，这样易使机封受冷热交汇的影响，以致于缩短机封的使用寿命，同时如果处理不及时还会造成更大的影响。本装置能保证低温泵的稳定可靠备用，这样极大地改善了低温运转设备结冰的难题。

5 应用推广情况

安徽晋煤中能化工股份有限公司HT-L一、二期生产系统低温甲醇洗各台低温泵于2010年5月改进，改进后运行情况良好，可以保证低温泵安全有效备用。它给国内低温泵防结冰技术带来了希望。从总体来看，该防结冰装置将有可观的应用市场，具有很大的推广应用前景，这对我国冷态泵防冻的发展具有重要的现实意义。

6 安全性分析

改进后我们对低温泵的备用及倒泵运行状况进行了详细观测，使用该吹冰装置可以有效防止低温泵结冰现象发生。从几年的运行情况来看，装置基本稳定可靠，改变了开车初期低温泵频繁抱轴现象的被动局面。装置运行良好，安全可靠。