磁力泵运行评估及性能优化措施

苏世顺，刘晓恒，门俊杰

(河南龙宇煤化工有限公司 河南永城 476600)

河南龙宇煤化工有限公司400 kt/a乙酸生产装置主要包括反应系统、反应液循环冷却系统、冷凝液回收系统、精馏系统、尾气吸收系统、催化剂制备系统、产品输送装运系统、火炬系统等。生产乙酸的主要物料为甲醇和CO，其中甲醇来自精甲醇储罐，CO源自气体净化厂深冷分离装置。进入乙酸生产装置的甲醇和CO在催化剂作用下进行低压羰基化反应，生成的粗乙酸经精馏系统提纯后，得到体积分数99.9%的产品乙酸。在乙酸生产装置中，磁力泵主要承担精馏系统全回流、单塔回流、尾气回收系统吸收液回收及成品乙酸装车销售任务。

1 磁力泵运行评估

磁力泵主要由泵头、磁缸、电动机、底座等部分组成，其中磁缸由外磁转子、隔离套以及内磁转子组成。当电动机通过联轴器带动外磁转子旋转时，磁场带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触同步传递，将容易泄漏的动密封结构转化为零泄漏的静密封结构。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而杜绝了化工生产装置中常见的“跑、冒、滴、漏”问题。由于乙酸装置工艺物料中含有高腐蚀性的甲基碘、有毒有害的CO，所以磁力泵成为装置基建的优选泵型。

河南龙宇煤化工有限公司乙酸装置选用的磁力泵为CN系列，根据设计支撑方式的不同，分为中心线支撑和地脚支撑2种形式，其中CNA泵型为地脚支撑，CNE泵型为中心线支撑。这2种泵型原始开车均有使用，但经后期技改升级，目前磁力泵均采用CNA泵型，其结构如图1所示。

1. 泵体 2. 叶轮总成 3. 泵轴 4. 支撑盘 5. 平衡盘 6. 泵盖 7. 驱动轴 8. 悬架体 9. 轴套 10. 滑动轴承组件 11. 止推盘组件 12. 内转子部件 13. 外转子组件 14. 隔离套 15. 辅助支架 16. 辅助叶轮 17. 叶轮螺母

乙酸装置于2015年投入运行，磁力泵每年因损坏检修180余次，年检修费用高达140万元。通过对3年来的运行数据及检修数据进行分析，磁力泵出现的问题主要表现在以下几个方面。

(1)隔离套、蜗壳腐蚀泄漏，主要表现为隔离套底部焊缝砂眼泄漏，蜗壳铸件应力集中处存在砂眼缺陷。

(2)轴套、滑动轴承组件、止推盘组件等碳化硅备件故障率高，主要出现在轴套键槽与键配合位置以及滑动轴承组件与径向滑销配合脱落损坏、止推盘组件镜面磨损碎裂等。

(3)过流部件腐蚀加剧，主要表现在：叶轮腐蚀变薄、叶片缺失，造成出口流量波动；泵壳腐蚀，造成泵壳与滑动轴承组件配合差，松动损坏；泵轴腐蚀变细、发生弯曲，泵轴与内磁转子、轴套、止推盘配合差，造成备件使用寿命短。

(4)内磁转子时常出现消磁现象，造成机泵不打量。

2 原因分析

磁力泵在2015—2016年运行过程中，故障率较高，但经后期技改和操作习惯的改变，故障率明显降低。目前磁力泵运行平稳，除了日常点检定修工作外，未发生非计划检修。对磁力泵运行前期表现出的问题，原因分析如下。

(1)原始基建时，由于精馏塔塔内件材质、安装等原因，磁力泵入口存在螺栓、垫片卡涩现象，造成机泵损坏。经后期几次短停清理、更换，该问题得到解决。

(2)隔离套原始设计材质为哈氏合金C276，等级较低。隔离套采用拼焊，焊接质量差，隔离套易腐蚀损坏。蜗壳铸造质量差，存在砂眼、气孔，在酸性环境中因腐蚀加剧而发生泄漏。

(3)由于泵轴采用单边安装方式，机泵运行扭矩大，造成轴套、滑动轴承组件、止推盘组件等碳化硅备件损坏。

(4)由于工艺操作温度和工艺物料浓度偏高，造成过流部件腐蚀。

(5)随着温度的升高，工艺物料中的甲基碘腐蚀性大幅增强，内磁转子长期处于140 ℃左右的工艺介质中，造成其出现消磁现象。

3 采取的措施

(1)隔离套材质由哈氏合金C276升级为钛合金，目前使用效果良好，未发现腐蚀泄漏现象。

(2)严把备件加工制造关，在蜗壳、隔离套等备件加工制造环节派专人进行跟踪，以保证备件质量。

(3)对CNE泵型进行结构改造，将内磁转子与泵轴由单边安装方式改为CAN泵型的安装方式，以减小机泵运行扭矩，确保机泵平稳运行。

(4)精心工艺操作，主要包括工艺指标控制合格，严禁工艺物料超温、腐蚀性介质浓度超标，最大限度保证磁力泵运行环境正常。

(5)定期由专人使用点检工具对磁力泵运行情况进行评估，计划性拆检，减少磁力泵检修费用。

(6)泵型升级。

4 效果分析

相应的措施实施后，取得了明显的效果：

(1)磁力泵故障率明显降低，由180次/a降至30次/a，有效保证了装置的稳定运行；

(2)检修费用明显降低，由140万元/a降至40万元/a，提高了经济效益；

(3)彻底解决了因磁力泵原因而造成的装置降负荷运行、停车等问题；

(4)磁力泵实现了零泄漏，提升了现场清洁文明生产水平；

(5)乙酸装置运行平稳，减少了废酸水的外排量，缓解了环保压力。