屏蔽泵在氯乙烯加料过程中的改造研究

李仁强

（泰州联成塑胶工业有限公司，江苏泰州 225400)

屏蔽泵的应用领域非常广泛，在民用、工业和军工航天领域都有涉及，目前领域还在不断扩大。本文的屏蔽泵是大连海密梯克生产的，它是由离心泵和三相鼠笼式异步电机的共同体，叶轮、转子组件等组成转动部件。转动部件完全浸在液体介质中。在内侧镶装屏蔽套隔离了转子腔和定子腔，在设计结构上只有静密封而无动密封，从而保证了输送介质的“零泄漏”。

1 屏蔽泵应用场合和改造过程

1.1 应用场合

氯乙烯单体（VINYL CHLORIDE）属于易燃气体第1级、极毒性性质第4级，外观为气体或无色液体（-13.9℃以下），爆炸极限为3.6%～33%，遇热极易气化，因此在输送氯乙烯单体过程中泵容易气蚀，导致屏蔽泵的损坏，还易产生泄漏，造成安全风险，研究输送过程中的安全性显得尤为重要。泰州联塑氯乙烯加料的海密梯克屏蔽泵共3台，位号分别为P-1011A，P-1011B，2011A。输送介质为来自新鲜单体储罐V-1003/2003的液态氯乙烯。

海密梯克泵选用型号为CNF系列标准型化工泵（用于输送易气化介质，单级），使用滑动轴承，在运转过程中实现滑动轴承的自润滑，设置了电机分液流，能在运转过程中及时带走转子腔的热量，外形图见图1。

图1 CNF系列单体泵外形图

1.2 开车初期使用状况

泰州联塑在2011年10月投入运行1期PVC装置，单体泵露天放置，进口管道有保冷，在开车初期，单体泵损坏较频繁，究其主要损坏原因为设备不上压、异响、震动等，可参见表1。

表1 单体泵故障情况统计表

1.3 改造经过

单体泵的频繁损耗，导致生产的不正常，安全隐患增加，因此进行了很多改进工作，具体经过阐述如下：

（1）2011年底开车初期，屏蔽泵故障较频繁，主要表现为不上压、泵异响、跳停等明显气蚀现象，判断为进口流量不足，将单体泵进口过滤器滤网由60目更换为30目，同时因为新鲜单体储罐高度不够，导致泵气蚀余量不足，因此加料时要求两个新鲜单体储罐底部联通打开并保持两个储罐液位不低于50%。

（2）2013年期间单体泵故障频繁，主要表现为排气不充分，气蚀现象造成，特别是在夏季，实测出口管道及泵体温度能达到40℃以上，根据氯乙烯性质预热易气化的特点，提出在单体泵上方建遮阳棚，同时将单体泵出口管道增加保冷。

（3）针对泵易气蚀、不上压的现象，要求现场人员在泵启动前将管道外排阀打开，短时间排气再启泵进行测试，效果明显，屏蔽泵启动情况好转，因现场无安全排气装置，因此在2013年提出在单体泵尾管回流上增加管道排至日用槽，由人员手动控制，在不启泵时一直排气至日用槽，启泵前关闭排气阀再启泵，泵启动情况好转。

（4）后期一直在测试改进，因日用槽与泵出口压差较小，排气比较慢，且泵出口无安全排气管道，因此将泵出口及尾管回流增加往气柜排气管道，并全部改为自动阀门控制，并增加了DCS排气程序，完全实现了自动排气，减少了人为干预，降低了设备故障率。

（5）设备改造完成时间为2015年6月中旬，运行至今已有5a之久。

1.4 改造方案说明

海密梯克屏蔽泵P-1011A增加3种排气方式（见图2）：①尾管往日用槽排气方式；②尾管往气柜排气方式；③泵出口管道往气柜排气方式，设计理念：在泵启动前尽量将泵体内的气体通过排气至气柜的方式，降低泵运行时的气蚀风险，保证泵的安全稳定运行。

图2 单体泵自动排气改造示意图

用P-1011A举例说明排气过程：

在P-1011A启动之前，先关闭其余两台泵的排气阀门，关闭P-1011A回流阀XV-1101A-1，打开XV-1101A-2，XV-1101A-3，XV-1345往气柜排气，排气时间自动设定，达到时间后，关闭XV-1101A-3，XV-1101A-2，XV-1345，打开XV-1101A-1，打开XV-1344，启泵运行，泵停止后，XV-1101A-1关闭，XV-1101A-2打开一直往日用槽排气。

其余2台屏蔽泵改造方式参考P-1011A。

1.5 改造成果

从2015年6月中旬单体泵实现自动排气，并增加遮阳棚，出口管道增加保冷等前期措施，海密梯克屏蔽泵故障率大大减少，除2016年两次故障（接线柱，接线端子烧坏），已没有因排气不充分，泵气蚀造成的泵异常损坏，在2017年夏季高达40℃的情况下泵运行依然正常。至今，已安全运行4a。

总成本花费大约在15万元左右，之前因泵异常故障每年的维修费用在6～7万元，加之造成的停车影响及安全风险，远不止改造成本，从长远看看替公司创造了经济效益。

2 结束语

屏蔽泵在各化工企业使用越来越广泛，同时面临着各厂不同生产工艺的使用差别，在使用用过程中的改造研究也显得尤为重要。在遇到设备故障时首先要找到故障原因，针对原因找解决办法，不断尝试，用最小的成本和最优的改造质量，来达到安全、收益的最大化。