贫甲醇泵出口压力低电流高原因分析及处理措施

董大为，陈 乐

(河南晋开化工投资控股集团有限责任公司，河南开封 475000)

贫甲醇泵是由电动机驱动的筒袋式离心泵，在运行过程中，泵的运行电流随泵出口流量的增大而增大，而出口压力和扬程则随着流量的增大而减小。河南晋开化工投资控股集团有限责任公司二分公司净化车间二期低温甲醇洗装置贫甲醇泵B泵在实际运行过程中出现出口压力不足、电流过大且泵出口流量偏小的现象，与正常电动机驱动的离心泵在运行下的各参数之间的关系不相符。通过外部管线排查、电动机问题排查、工艺原因排查，最终将泵解体检修后发现泵的液力部件与外筒体处密封出现问题，贫甲醇泵介质因液力部件与外筒体之间密封失效，由液力部件出口段泄漏至入口段，介质的内循环造成贫甲醇泵出口压力低、电流高。

1 设备结构及运行介绍

1.1 泵结构及参数

该贫甲醇泵是由大连苏尔寿泵业公司设计制造的4级筒袋卧式离心泵，首级为双吸叶轮，其他全部为全闭式叶轮；该泵每套系统各3台，正常情况下2开1备[1]。每台泵由1台增安型三相异步电动机驱动，电动机额定电压为10 kV、转速为2 985 r/min、额定功率为1 000 kW。泵的操作温度为101.9 ℃，介质为贫甲醇，设计入口压力为0.47 MPa，额定出口压力为6.7 MPa，正常体积流量为509 m3/h[2]。

1.2 故障现象

自低温甲醇洗装置开车以来，该贫甲醇泵现场实际入口压力为0.48 MPa，基本与设计压力相当。该贫甲醇泵运行1 a后电流逐渐升高。在各工艺参数不变的情况下,该贫甲醇泵发生故障时与故障前的出口压力、电流比较情况见表1。

表1 故障前和故障时贫甲醇泵电流、出口压力对比

由表1可以看出：该贫甲醇泵发生故障时，在全关出口阀、仅最小流量运行的情况下电流依然很高，出口压力在关闭出口阀时偏低；该贫甲醇泵发生故障时，在泵出口阀正常开启的情况下，电流达到68 A，达到了设计的满载电流；而现场工艺实际外送介质流量很少，不能满足工艺生产的正常需求。因此，对该贫甲醇泵进行全方面故障检查。

2 贫甲醇泵故障原因分析

2.1 常规因素

更换贫甲醇泵进出口压力表及其辅助元件，出口压力无变化，确认泵出口压力不足与压力表无关；清理贫甲醇泵进口过滤器，确认贫甲醇泵进口工艺管道无问题；盘车无卡涩现象，确认贫甲醇泵无机械摩擦等外力造成的电流偏高；拆出并解体检查贫甲醇泵出口自控式回流阀是否存在由卡涩或泄漏导致的严重失效情况，经确认阀门性能良好；检查贫甲醇泵首级双吸叶轮出口去热再生塔管线阀门是否泄漏，经检查无泄漏；重新暖泵、排气开启后贫甲醇泵出口压力还是偏低，电流偏高。

2.2 电动机故障

如果电动机缺相，则会引起电流发生变化；同时，由于电动力故障对转速产生影响，会使贫甲醇泵出口出现压力不足、电流过大的情况，电动机自身发热严重。为查找确认贫甲醇泵出口压力低、电流大是否由电动机故障引起，联系电气车间将贫甲醇泵与电动机之间的联轴器脱开，对电动机进行单试，观察运行电动机机身内外振动情况。结果表明：电动机单独运行时，电流为20 A，基本符合电动机空载电流要求，且电动机运行时自身发热不明显，通过测速仪测试电动机转速正常。

2.3 工艺参数的影响

分析工艺参数(如介质密度、黏度等)对贫甲醇泵出口压力和电流的影响。鉴于装置一直运行，定期分析介质贫甲醇溶解其他气体(H2、CO2等)的情况。选择同时开启同一位号的2台贫甲醇泵，其运行参数比较见表2。

表2 A泵与B泵同时运行时电流、出口压力对比情况

由表2可以看出：A泵的出口压力和运行电流相对B泵较好，基本与设计值相当，取样分析介质中其他成分含量均在允许范围之内。根据2台泵的运行工况可以确认B泵出现电流偏高、出口压力低与工艺参数无关，因此只能对该泵进行解体检查。

3 机泵检修过程

排除各个因素后将该贫甲醇泵进行了解体检修，清理水力部件和外筒体内油性物质，检查每级隔板的冲刷泄漏情况，均未发现异常。检查轴及叶轮跳动、泵口环配合间隙。具体数据见表3。

由表3可以看出：第2级叶轮与泵壳间隙偏大，第3级和第4级叶轮与轴配合位置间隙偏大，平衡鼓/套间隙超差。轴跳动满足检修技术要求。根据检修技术要求对平衡鼓/套进行更换，保证配合间隙在0.45 mm。更换第2级口环，保证配合间隙在0.6 mm以下。在外筒体检查过程中发现在筒体内有冲刷的缺陷，由此可以判断贫甲醇泵电流高的原因是由于筒体与液力部件密封失效，筒体冲刷严重，泵内介质由液力部件出口段通过密封失效位置回流至泵入口段，造成泵实际负载过大，电流偏高，泵出口压力低。对泵外筒体冲刷位置进行补焊，精加工恢复原始尺寸。将动力部件与筒体之间的2个密封圈更换为氟橡胶密封圈，保证介质不内漏[3]。装配完成后，对该泵进行试车，正常运行电流为56 A，泵出口压力为6.4 MPa,整体运行平稳，满足工艺需求[4]。

表3 泵检查数据 mm

4 贫甲醇泵故障原因分析及解决措施

通过检修后分析贫甲醇泵出现出口压力低、电流高的原因主要有2个：(1)泵的外筒体与液力部件之间密封损坏，造成介质内漏，对外筒体形成冲刷，泵出口介质直接通过冲刷间隙泄漏至泵入口，造成泵实际负载高、电流高。(2)泵体口环和叶轮口环间隙均偏大。

针对这2个问题，提出解决措施：(1)修复损坏的设备外筒体，在液力部件和筒体选择合适的氟橡胶密封圈。(2)更换新口环保证其间隙在0.5 mm，恢复其设计配合尺寸。

5 结语

对于筒袋式多级离心泵，如果外筒体与液力部件之间不能有效密封，会出现泵出口介质直接通过间隙窜入泵入口，在整个运行中将会发生泵出口压力不足、电流偏高的现象，不能按照设计数据运行。为了使机泵稳定、长周期地运行，需要将设计与工况结合，做到设计精准，对液力部件和筒体间密封严格选材，避免腐蚀；同时，按照设计要求进行操作。通过不断地总结经验教训，优化设备检修过程和设计使用。