苯乙烯装置磁力泵运行故障分析及预防措施

李威

（巴陵石化公司炼油事业部)

苯乙烯装置磁力泵运行故障分析及预防措施

李威*

（巴陵石化公司炼油事业部)

对某苯乙烯装置磁力泵运行过程中的典型故障进行了分析，并对磁力泵的运行维护和降低磁力泵故障率提出了相应的措施，从而有效地提高了装置运行的稳定性和经济性。

磁力泵 磁力传动器 苯乙烯 故障 预防措施

0 引言

苯乙烯装置的主要任务是以乙苯为原料，经脱氢反应、顺序分离之后产出苯乙烯，同时还有苯、甲苯、焦油等副产品。由于装置大部分物料皆为有毒有害物质，因此设备设计选型时选用了磁力泵来输送这些物料。

磁力泵主要由泵、磁力传动器、电动机三部分组成（见图1）。关键部件磁力传动器由外磁缸、内磁缸及不导磁的隔离罩组成。当电动机带动外磁缸旋转时，磁场穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁缸作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封。由于泵轴、内磁缸被泵体、隔离罩完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患。

但在装置日常运行过程中，由于工况变化、操作异常、检修安装等原因，磁力泵容易发生故障而损坏。本文对某苯乙烯装置磁力泵运行过程中的典型故障进行了分析，并对磁力泵的运行维护和降低磁力泵故障率提出了相应的措施，从而有效地提高了装置运行的稳定性和经济性。

图1 磁力泵结构

1 磁力泵运行典型故障分析

1.1 某12万t/a苯乙烯装置故障磁力泵情况介绍某苯乙烯装置自2011年中交以来，共有5台(次)磁力泵发生故障。这5台磁力泵的具体情况如表1所示。

表1 某装置故障磁力泵情况

表1所列故障磁力泵数量占该装置磁力泵总数的14.3%，而该装置磁力泵总数又占装置机泵总数的37.6%。因此，如何保证这类型机泵的安稳运行，是一个事关装置长周期安稳运行的重要问题。

1.2 典型故障分析

苯乙烯装置磁力泵故障的特征多与其工艺特性有关。因为装置大部分物料多含苯乙烯，易形成聚合物堵塞泵入口过滤网，给泵的运行带来极大隐患。另外，泵的操作不正确、组装检修不当，也会造成泵故障。表2是该装置自2011年中交至今所发生的磁力泵典型故障情况一览。

由表2可以看出，苯乙烯装置磁力泵故障的类型主要是下述三大类：

（1）制造质量原因导致的故障。

（2）操作原因导致的故障。

（3）系统原因导致的故障。

其中制造质量原因和操作原因是导致故障的主要因素，均占故障总数比重的40%。因此，采取积极有效的措施预防上述这三类故障，显得尤为必要。

2 磁力泵典型故障的预防措施

2.1 基于制造质量原因故障的预防措施

从设备全寿命周期管理的角度来看，50%的工作在设备设计、选型、制造、购置、安装阶段，而在这50%的工作中，制造是非常重要的一项工作，它决定了设备的初始性能。在设备安装到现场之前，可以通过出厂试验对其进行检查，将问题消除在设备出厂之前。因此，应主要注重以下两个方面的检查：

（1）按照ASME B73.3的相关要求检查泵的材料证书[1]；

（2）参与见证泵的试运行，并记录关键性能试验数据，与装置中交时的单机试车数据进行比对。

2.2 基于操作原因故障的预防措施

操作原因导致的故障可以从以下两方面来预防：（1）提高操作人员的操作技能；（2）增加保护系统，提高设备的本质安全性。

2.2.1 提高操作人员的操作技能

在日常运行管理中，对于设备的操作，一般要求操作人员按照既定的操作法进行，但是由于操作法的内容多，导致部分操作人员不愿意学习操作法，而是喜欢按照自己的理解和经验进行操作，这就给设备的正常运行带来了隐患。

表2 某装置磁力泵故障情况分析

为了改善这种不良现象，通过长时间的摸索和总结，我们将磁力泵的操作法进行提炼，浓缩为磁力泵操作要点十二条，要求人人都能背诵，并组织专门的考试，人人必须过关。操作要点的具体内容见表3。

从操作人员限时测试（5 min）的效果来看，测试通过率为100%，表明该要点容易掌握。

在实际操作过程中，只要不违背这十二条，磁力泵就不会出现因操作原因而导致的故障，苯乙烯装置的安稳运行也就有保障。

2.2.2 增加保护系统，提高设备的本质安全

磁力泵的保护系统多是基于防止泵抽空而设计的，其方式有多种，具体介绍如表4所示。

表4所示的保护方式均能提高设备的本质安全性，可以有效避免操作原因造成的故障，对于降低磁力泵故障率有显著的效果。

2.3 基于系统原因故障的预防措施

在这里，系统是指泵所处的工艺管路系统。该系统对磁力泵运行的影响主要体现在管道内的杂质对磁力泵运行带来的隐患。

表4 磁力泵保护方式

对于这类运行隐患，主要从以下几方面采取预防措施：

（1）强化施工过程的监理，主要是监督管道焊接过程中管道内部杂物的清理。必要时生产车间提前组织人员介入，对于重要的管道对其内部进行检查和清理。

（2）选择目数合适的临时过滤网置于泵入口管道上（一般为40目），提供硬件保障。资金充足的话，还可以选用较为昂贵的磁性过滤器。

（3）定期主动解体磁力泵，清除内磁缸表面的铁磁性物质及其他积聚物，清理轴承润滑流道内的积聚物，为轴承的润滑和散热提供良好条件。

（4）积极探索改善工艺条件，减少积聚物的产生。

3 磁力泵典型故障预防措施的实际应用

在装置运行过程中，通过总结故障预防经验，深入了解工艺特点，我们采取了强化培训、投用欠载保护回路、定期解体清洗磁力泵等措施。通过这些措施的实施，磁力泵的运行水平得到了有效提高，装置长周期运行也有了保证。下面是投用欠载保护回路和定期解体清洗磁力泵的效果展示。

3.1 投用欠载保护回路的效果

欠载保护回路的原理是通过电机综保系统检测计算电机实际运行电流与电机额定电流的比值，将该值与预先设定的跳闸值进行比对，若该比值达到跳闸值，则电机跳停。该跳闸值的设定是通过对现场磁力泵进行运行调试后确定的，可以保证磁力泵在出现抽空时及时跳停，防止磁力泵因抽空发热而烧坏。

自该回路投用6个月以来，磁力泵跳停次数累计12次，有效地保护了磁力泵的安全，避免直接经济损失约36万元（备件采购费用）。

3.2 定期解体清洗磁力泵的效果

定期解体清洗磁力泵，主要目的是清除内磁缸表面的铁磁性物质及其他积聚物，清理轴承润滑流道内的积聚物，为轴承的润滑和散热提供良好条件。从磁力泵的结构（见图1）可以看出，碳化硅轴承是靠泵自身输送的介质润滑的，若介质润滑的流道被积聚物堵塞，碳化硅轴承就会因发热而碎裂，其碎片会进一步造成内磁缸、隔离罩的损坏。在苯乙烯装置中，由于其介质中聚合物的存在，定期解体清洗磁力泵显得尤为必要。图2、图3是磁力泵解体清洗的照片。

图2 清洗前的内磁缸

图3 清洗后的内磁缸

通过清洗前后的效果对比，可以证明定期解体清洗磁力泵是一项提升磁力泵运行稳定性的有效措施。

4 结束语

磁力泵正以其优异的密封性能得到大范围的应用，但是不容忽视的问题是其故障成本也是很高的。如何保证磁力泵在苯乙烯装置及其他类型装置中稳定运行，是需要大家共同探讨的课题。本文结合磁力泵的工作原理，根据实际运行经验提出的一系列措施，可以有效提高磁力泵的运行周期，降低磁力泵的故障率，经济效益明显。

[1]Specification for Sealless Horizontal End Suction Metallic Centrifugal Pumps for Chemical Process[S].ASME B73.3，2003.

[2]杜霖.磁力泵抽空保护的实现[J].设备管理与维修, 2013（8）：30-31.

Malfunction Analysis and Precautionary Measures of the Operation of Magnetic Pump in Styrene Device

Li Wei

Analyzes the typical malfunctions during the operational process of magnetic pump in styrene device,and puts forward corresponding measures to the operating maintenance of magnetic drive pump and decrease its failure rate.Thus enhances the stability and economical efficiency of the plant operation.

Magnetic pump;Magnetic driver;Styrene;Malfunction;Precautionary measures

TQ 051.21

2014-10-16）

*李威，男，1987年生，助理工程师。岳阳市，414014。