苯酚丙酮装置浓硫酸磁力泵故障分析及对策

摘 要：苯酚丙酮装置磁力泵更换93%浓度硫酸后，隔离套腐蚀严重，导致泵运行周期短，备件更换频繁。文章对该泵故障原因进行了分析，并提出改进措施，改进后泵使用寿命大幅提高，保证了装置平穩运行。

关键词：浓硫酸；磁力泵；隔离套

公司苯酚丙酮装置引进美国UOP公司技术，采用硫酸分解CHP法生产苯酚和丙酮，2010年4月正式投产运行。装置浓硫酸输送泵为CMH型磁力泵，输送介质为98%浓度的硫酸，开车初期泵运行状态良好，但自从9月份更换为93%浓度的硫酸以后，该泵多次出现隔离套腐蚀泄漏故障，介质硫酸泄漏至外界，这不仅威胁操作人员安全，造成环境污染，也影响了装置平稳运行。公司技术人员成立公关小组，对泵故障原因进行分析，提出解决措施，对泵进行了改造，延长了泵的使用寿命。

1 磁力泵的基本结构及工作原理[1]

磁力泵的工作原理与普通离心泵有很大相似之处，都是靠叶轮的旋转将液体连续的由入口输送至出口系统，区别在于动力传动部分，它利用永磁体磁力传动的工作原理实现扭矩的无接触传递，在驱动部件、从动部件，内、外磁转子之间设有隔离套密封，当电机带动外磁转子旋转时，内外磁转子之间磁极的斥力和吸力组成的推拉合力直接带动内磁转子组件与叶轮和泵轴同步旋转，实现无接触力矩传递，以静密封取代动密封。由于液体被封闭在静止的隔离套内，所以它是一种全密封、无泄漏的泵型，广泛用于医药、化工等领域。图1为磁力泵的结构图。

2 硫酸系统工艺流程

浓硫酸泵P-510所在硫酸系统流程图见图2，硫酸储罐D-508内的硫酸经硫酸泵P-510增压，再经硫酸过滤器SR-501过滤后，供用户D-309和PRU系统，然后回流返回到硫酸储罐内，其中去用户PRU系统的一路为连续供料，去用户D-309的一路为间歇供料，阀门一周开一次，每次开半小时。

3 故障分析及对策

3.1 隔离套改造升级

浓硫酸泵设计条件为输送质量浓度为98%的硫酸，泵过流部件材质为316，在开车初期装置使用98%浓度硫酸时，泵未出现过故障，因冬季气温低，硫酸粘度变大，装置冬季改为使用93%浓度硫酸，硫酸浓度降低，含水量增加，硫酸水解反应增强，H+的浓度增加，腐蚀性也大大增加，出现了隔离套腐蚀泄漏，泵解体检查发现，腐蚀部位为隔离套底部环焊缝，形成这种腐蚀状况的原因有两个，第一，H+对焊缝金属的腐蚀，第二，介质硫酸随内磁转子在隔离套内高速旋转，形成涡流冲刷腐蚀。为了提高隔离套的耐腐蚀性，采用热喷涂技术，在隔离套内表面喷涂一层陶瓷材料，把隔离套的金属材料和硫酸隔离，这层陶瓷材料具有良好的耐腐蚀性、解决了硫酸腐蚀问题。为解决冲刷问题，在隔离套底部增加一个一字型破涡器，见图3，泵在运行过程中，内磁转子旋转带动隔离套内介质旋转，在破涡器的作用下，涡流冲刷程度降低，减少了对隔离套底部焊口的冲刷腐蚀。

3.2 泵叶轮切割[2]

泵的出口管线尺寸为DN50，去用户D-309和PRU系统的管线分支均为DN25，且去D-309的一路为间歇操作，投用时间很短，可以说泵流量的大部分都回流到D-508罐内，如此罐内的硫酸被泵反复做功，且整个硫酸系统并无撤热措施，硫酸的温度不断升高，实测的泵的最高温度达到56℃，在此温度下，浓硫酸的腐蚀性大大增加，这也是加速隔离套腐蚀的原因之一。为了降低泵的循环量，又要满足工艺要求，经过对叶轮尺寸的核算，在满足扬程和流量的前提下，对叶轮进行切割，切割完成后，泵循环量降低，泵的温度也降到了38℃左右，硫酸对系统的腐蚀性降低，同时，泵功率减小，也达到了节能的效果。

4 结束语

泵改造完成后，运行状况良好，每年冬季更换93%浓度硫酸时，也未发生隔离套泄漏故障，为公司节省了维修成本，减少物料流失，使现场的环境有了明显好转，同时也节省了大量电能。改造达到了预期效果，也为其他同类工况下的磁力泵改造提供参考。

参考文献

[1]赵克中.磁力驱动技术与设备[M].北京：化学工业出版社，2014：11-59.

[2]姜培正.过程流体机械[M].北京：化学工业出版社，2002：152-163.

作者简介：齐建伟（1982，5-），男，大学本科学历，工程师，中沙（天津）石化有限公司从事设备管理工作。