液氨输送新技术的研究与应用

屈建海 ， 冯继伟 ， 莫显跃 ， 陈　辉

(河南神马尼龙化工有限责任公司 ， 河南 平顶山　467013)



液氨输送新技术的研究与应用

屈建海 ， 冯继伟 ， 莫显跃 ， 陈辉

(河南神马尼龙化工有限责任公司 ， 河南 平顶山467013)

摘要：采用一种新型输送技术，解决用柱塞泵输送液氨过程中出现的安全及稳定输送问题。分析了屏蔽泵的优点和安全注意事项，用此项技术改造后，取得了较好效果。

关键词：液氨输送新技术 ； 屏蔽泵 ； 开发研究与应用

液氨在工业上应用广泛，具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高，液氨一旦发生事故都是群死群伤的灾难性事故。化工企业液氨输送设备基本上都采用柱塞泵，柱塞泵采用的填料密封极易磨损，使用一段时间后频繁泄漏，且存在超压的安全隐患。如果采用一种新型输送技术，解决液氨输送过程中出现的危险因素，必将对液氨的生产及使用过程中的安全问题起到极大保障作用。

1液氨的性质

2液氨输送技术现状

液氨输送泵目前主要采用柱塞泵，柱塞泵是利用与传动轴平行的柱塞在柱塞孔内往复运动所产生的容积变化来进行工作的。由电动机提供泵的动力，经鼓型齿联轴器带动减速机转动；由减速机减速带动曲轴旋转。通过曲柄连杆机构，将旋转运动转变为十字头和柱塞为往复运动。当柱塞向后死点移动时，泵容积腔逐步增大，泵腔内压力降低，当泵腔压力低于进口压力时，吸入阀在进口端压力作用下开启，液体被吸入；当柱塞向前死点移动时，泵腔内压力增大，此时吸入阀关闭，排出阀打开，液体被挤出液缸，达到了吸入和排出的目的。柱塞泵结构较复杂，造价较高，且检修维护保养困难，费用高，运行过程频繁出现密封件失效、填料泄漏和管线超压问题，在液氨的输送过程中存在严重安全隐患。

3液氨输送新技术

屏蔽泵是一种无泄漏离心泵，泵和驱动电机都被密封在一个充满介质的压力腔内，此压力腔只有静密封点，由一个线圈绕组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了普通离心泵的动静环机械密封装置，可以做到输送介质完全无泄漏。其优点正是解决液氨输送问题需要的。把此类设备用于液氨输送，并采用改进后的工艺技术措施，消除引起液氨输送过程中压力波动的因素，彻底解决液氨输送时压力波动、超压及泄漏等问题，消除危险因素，满足生产需求，液氨输送示意图如图1所示。

①采用立式反向回流型屏蔽泵输送液氨，代替原来采用填料密封的柱塞泵，消除泄漏点。根据液氨容易气化的特点，屏蔽泵设计增加反向回流系统，泵上部增加尾端反向回流管线进入液氨球罐气相区，使液氨在输送泵运行过程中产生的气化氨蒸气回流至液氨球罐气相区，设置针型阀控制流量，同时设置尾端回流量监控流量计，随时监控尾端回流量。

图1　液氨输送示意图

②改原有液氨输送恒压变频控制方式为定量控制，出口管线总管设置远传控制流量计，在总管上引出返回线，经自动控制阀返回液氨球罐，实现流量定量自动控制，同时在外送管线上设置压力远传监控。

③液氨球罐到氨泵出料管线上加装氨压力表，随时监控泵前端压力变化情况以避免气蚀，及时作出调整保证压力稳定。

④在泵进口管道上加装精过滤器，以防止异物进入泵内造成设备损坏，精过滤器与泵间安装压力表，随时监控泵前端压力变化情况以避免气蚀。

⑤因为液氨的易气化性质，电机外加套采用冷媒进行冷却防止液氨气化。

4安全注意事项

泵上部尾端引出反向回流管线进入液氨球罐气相区间避免出现U形弯，防止出现气阻。液氨球罐出料管线消除U形弯，避免进入输送泵的液氨出现气化而产生的压力波动。为防止产生气穴，采用滑板阀。现场设置检测液氨泄漏的有毒气体检测报警系统，同时设置可视监控系统引入有人监视的监控室。为防止液氨 出现泄漏设置紧急切断装置，并采用现场与监控室双控制系统，确保安全。根据液氨

特性，设置消防水喷淋吸收装置，并采用现场与监控室双控制系统，在出现意外情况时可以有效地控制和防范液氨泄漏事故的扩大。编制液氨泄漏事故仿真系统，模拟进行各种状况下液氨泄漏事故仿真效果及影响范围。在模拟仿真事故基础上编制液氨泄漏事故预案并定期进行演练，对可能发生的液氨泄漏事故提高应对和处置突发性安全事故能力，及时、有序、科学、有效地组织应急救援。

5实际运行效果

某化工企业自2010年10月把柱塞泵改为屏蔽泵后，主要指标控制如下：①输送泵的外送压力稳定在1.1~1.5 MPa(G)。②输送泵出口流量控制在6.0~25 m3/h。③气相管线回流流量控制在1.5~2.5 m3/h。④液氨泄漏量浓度时间加权浓度控制一级指标<20 mg/m3。

这几年运行效果较好，没有一次是因为屏蔽泵原因影响生产，生产现场无泄漏现象，既降低了液氨消耗，又减少了对环境的污染。

6结论

液氨输送泵舍弃柱塞泵而采用屏蔽泵技术，利用尾端反向回流系统防气蚀现象，变液氨输送压力变频控制为定量自动控制，并采用了冷媒屏蔽防气化，解决了液氨输送时压力不稳定、频繁泄漏、经常超压的危险性，避免了因为液氨供应波动或者中断引起的硝酸装置停车事故，实现液氨输送的安全稳定运行，满足下游生产装置安全稳定生产用料需求，同时有效地减少了液氨泄漏量，保护了大气环境，减少安全风险。平时运行维护保养简单，减少了检修人力及维护费用，减少了备件费用。

作者简介：屈建海(1973-)，男，工程师，从事化工生产管理及研究工作，E-mail：jianhaiqu@163.com。

收稿日期：2015-02-28

中图分类号：TQ051.21

文献标识码：B

文章编号：1003-3467(2015)06-0036-02