丙烯酸装置屏蔽泵使用维护特点浅析.ppt

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1、丙烯酸装置屏蔽泵使丙烯酸装置屏蔽泵使用、维护特点浅析用、维护特点浅析 化肥厂中级职称论文答辩一、前言一、前言 随着化学工业的发展以及人们随着化学工业的发展以及人们对环境保护、安全意识的提高，对对环境保护、安全意识的提高，对化工用泵的要求也越来越高，在一化工用泵的要求也越来越高，在一些场合对泵提出了无泄漏要求，这些场合对泵提出了无泄漏要求，这种需求促进了屏蔽泵技术的发展。种需求促进了屏蔽泵技术的发展。屏蔽泵由于没有转轴密封，可以做屏蔽泵由于没有转轴密封，可以做到绝对无泄漏，因而在化工装置中到绝对无泄漏，因而在化工装置中的使用已愈来愈普遍。的使用已愈来愈普遍。二、屏蔽泵原理和结构介绍二、屏蔽泵原理

2、和结构介绍u普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴普通离心泵的驱动是通过联轴器将泵的叶轮轴与电动轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工与电动轴相连接，使叶轮与电动机一起旋转而工作，而屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都作，而屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此被密封在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋压力容器只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵转磁场并驱动转子。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。具有的旋转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。u屏

3、蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和屏蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和泵叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的泵叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传给转子。其动力通过定子磁场传给转子。屏蔽泵结构简图屏蔽泵结构简图三、屏蔽泵的优缺点三、屏蔽泵的优缺点 屏蔽泵的优点屏蔽泵的优点I.全封闭。结构上没有动密封，只有在泵的外全封闭。结构上没有动密封，只有在泵的外壳处有静密封，因此可以做到完全无泄漏，壳处有静密封，因此可以做到完全无泄漏，特别适合输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、特别适合输送

4、易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。腐蚀性及放射性液体。II.安全性高。转子和定子各有一个屏蔽套使电安全性高。转子和定子各有一个屏蔽套使电机转子和定子不与物料接触，即使屏蔽套破机转子和定子不与物料接触，即使屏蔽套破裂，也不会产生外泄漏的危险。裂，也不会产生外泄漏的危险。III.结构紧凑占地少。泵与电机系一整体，拆装结构紧凑占地少。泵与电机系一整体，拆装不需找正中心。对底座和基础要求低，且日不需找正中心。对底座和基础要求低，且日常维修工作量少，维修费用低。常维修工作量少，维修费用低。IV.运转平稳，噪声低，不需加润滑油。由于无运转平稳，噪声低，不需加润滑油。由于无滚动轴承和电动机风扇

5、故不需加润滑油，滚动轴承和电动机风扇，故不需加润滑油，且噪声低。且噪声低。V.使用范围广。对高温、高压、低温、高熔点使用范围广。对高温、高压、低温、高熔点等各种工况均能满足要求。等各种工况均能满足要求。三、屏蔽泵的优缺点三、屏蔽泵的优缺点 屏蔽泵的缺点屏蔽泵的缺点 由于屏蔽泵采用滑动轴承，且用被输送由于屏蔽泵采用滑动轴承，且用被输送的介质来润滑，故润滑性差的介质不宜的介质来润滑，故润滑性差的介质不宜采用屏蔽泵输送。采用屏蔽泵输送。屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封屏蔽泵的效率通常低于单端面机械密封离心泵，而与双端面机械密封离心泵大离心泵，而与双端面机械密封离心泵大致相当。致相当。长时间在小流

6、量情况下运转，屏蔽泵效长时间在小流量情况下运转，屏蔽泵效率较低，会导致发热、使液体蒸发，而率较低，会导致发热、使液体蒸发，而造成泵干转，从而损坏滑动轴承。造成泵干转，从而损坏滑动轴承。四、丙烯酸装置屏蔽泵使用概况四、丙烯酸装置屏蔽泵使用概况 兰州石化化肥厂丙烯酸装置共有兰州石化化肥厂丙烯酸装置共有70余余台屏蔽泵，绝大部分（共台屏蔽泵，绝大部分（共53台）是大连帝台）是大连帝国屏蔽电泵公司生产的，其余约国屏蔽电泵公司生产的，其余约18台为大台为大连环友屏蔽泵公司生产。其运行介质包括连环友屏蔽泵公司生产。其运行介质包括了丙烯酸、丙烯酸丁酯、丁醇、了丙烯酸、丙烯酸丁酯、丁醇、NaOH、废、废水等装

7、置生产的绝大部分介质，现将该装水等装置生产的绝大部分介质，现将该装置丁酯单元的屏蔽泵的型号、主要性能参置丁酯单元的屏蔽泵的型号、主要性能参数统计如下表：数统计如下表：表（一）丙烯酸装置丁酯单元屏蔽泵使用概况表（一）丙烯酸装置丁酯单元屏蔽泵使用概况序号序号 位号位号 介质介质 型号型号 扬扬程程 m 流量流量m3/h 冷却方式冷却方式 温温度度1P4111A/B 丁醇丁醇 F41-416J4BM-0608U1-F 54 37.4 夹套循环水夹套循环水 38 2P4112A/B水水 F41-315J4BM-0204T1B1-B 60 3.6 夹套循环水夹套循环水38 3P4122A/B 水、丙烯酸

8、水、丙烯酸F61-217H4BM-0204T1B1-B 51 3.63 自然冷却自然冷却 35 4P4225A/B 丁醇丁醇 F41-315H4BM-0204T1B1-B54 3.85 夹套循环水夹套循环水38 5P4126A/B丁醇丁醇 F41-317J4BM-0506T1-B 40 19.8 夹套循环水夹套循环水35 6P4231A/B 水、丙烯酸水、丙烯酸F41-216H4BM-0204S1-B 30 1.2 夹套循环水夹套循环水35 7P6103 粗丙烯酸粗丙烯酸F61-417J4BM-0608T1-F 50 39.4 夹套循环水夹套循环水208P6301A 粗丁酯粗丁酯 F62-51

9、8J4BM-0810U1-B 52 76.8 夹套循环水夹套循环水309P6301B 粗丁酯粗丁酯 F41-415J4BM-0506U1-B 54 13.3 夹套循环水夹套循环水3010P6302A/B 丁酯丁酯 FA42-616J4BM-1015U1-F 53 163.7 夹套循环水夹套循环水30五、故障统计五、故障统计 丙烯酸装置屏蔽泵自丙烯酸装置屏蔽泵自2008年投入使年投入使用，至今也快满用，至今也快满3年。在这年。在这3年中设备管年中设备管理人员详细记录了每台屏蔽泵每一次的理人员详细记录了每台屏蔽泵每一次的检修情况，包括检修人、检修原因、损检修情况，包括检修人、检修原因、损坏部位、验

10、收情况、修复情况等。通过坏部位、验收情况、修复情况等。通过对这些检修资料的归纳整理、总结分析，对这些检修资料的归纳整理、总结分析，发现发现P6103、P6301A的故障率最高；在的故障率最高；在失效形式中，屏蔽泵的推力盘、石墨轴失效形式中，屏蔽泵的推力盘、石墨轴承损坏较多。泵发热、泵腔内有聚合物承损坏较多。泵发热、泵腔内有聚合物的现象较多。现将的现象较多。现将2008.06到到2011.08这三这三年的具体检修统计情况与表（二）、表年的具体检修统计情况与表（二）、表（三）。（三）。表（二）检修次数统计位号位号 检修时间检修时间每台泵检修次数合计每台泵检修次数合计百分比百分比%2008.06-2

11、010.082010.08-2011.08P61031441833.96P6301A1341732.07P6301B 821018.86P4122A/B 51611.33其余各泵其余各泵2023.78合计合计4211 53100图（二）各泵检修次数比较图（二）各泵检修次数比较图（三）检修次数统计 表（三）故障原因分析统计故障现象故障现象 故障原因故障原因 次数次数 百分比百分比%泵无法启动泵无法启动 电机接线不正确，转子卡住电机接线不正确，转子卡住 23.78泵发热泵发热 物料聚合、汽蚀、冷却系统物料聚合、汽蚀、冷却系统不畅、叶轮与客体接触不畅、叶轮与客体接触 2037.73异常震动或噪异常震

12、动或噪声声 汽蚀、轴承磨损汽蚀、轴承磨损 815.09石墨轴承损坏石墨轴承损坏 物料聚合、汽蚀、轴间窜动、物料聚合、汽蚀、轴间窜动、正常磨损正常磨损 1630.19定子损坏定子损坏 物料聚合、接线端子密封不物料聚合、接线端子密封不严、与转子间磨损严、与转子间磨损 23.78泵出口压力低泵出口压力低 汽蚀、叶轮损坏、入口堵塞汽蚀、叶轮损坏、入口堵塞 59.43合计合计53100 图（四）故障原因分析统计故障原因分析故障原因分析 针对上述存在的主要问题，对针对上述存在的主要问题，对整个工艺流程以及操作、维护整个工艺流程以及操作、维护和检修对屏蔽泵的全过程进行和检修对屏蔽泵的全过程进行分析。通过研究

13、发现这些问题分析。通过研究发现这些问题主要来自三个方面：介质特性主要来自三个方面：介质特性因素、设计施工原因和操作原因素、设计施工原因和操作原因因。介质特性因素介质特性因素 丙烯酸是一种化学性质活泼、酸性丙烯酸是一种化学性质活泼、酸性强、有较强的腐蚀性的液体。丙烯酸水强、有较强的腐蚀性的液体。丙烯酸水溶液容易聚合，尤其在氧存在下极易聚溶液容易聚合，尤其在氧存在下极易聚合。这种聚合物在管道中容易造成管道合。这种聚合物在管道中容易造成管道变细或管路堵塞。这会导致屏蔽泵的循变细或管路堵塞。这会导致屏蔽泵的循环管线循环不畅，泵散热不良，使泵发环管线循环不畅，泵散热不良，使泵发热。而在泵体中，聚合物会使

14、石墨轴承热。而在泵体中，聚合物会使石墨轴承和推力盘产生粘结，加速轴承磨损，严和推力盘产生粘结，加速轴承磨损，严重时可以使卡子卡住，无法转动。这就重时可以使卡子卡住，无法转动。这就是是P6103故障高的主要原因。故障高的主要原因。介质特性因素介质特性因素 丙烯酸丁酯的物性是随温度升高，丙烯酸丁酯的物性是随温度升高，贮存时间的延长，自聚倾向加剧。贮存时间的延长，自聚倾向加剧。P6301A与与P6301B的输送介质都是粗丙的输送介质都是粗丙烯酸丁酯，但烯酸丁酯，但P6301A中含有中含有1%的对甲的对甲苯磺酸，而苯磺酸，而P6301B是经过是经过P6301A中和中和后的粗丙烯酸丁酯，对甲苯磺酸是一个

15、后的粗丙烯酸丁酯，对甲苯磺酸是一个不具氧化性的有机强酸，对不锈钢有一不具氧化性的有机强酸，对不锈钢有一定的腐蚀性。这也是定的腐蚀性。这也是P6301A比比P6301B检修频率高的一个重要原因。检修频率高的一个重要原因。介质特性因素介质特性因素 丙烯酸装置屏蔽泵在出口侧循环管丙烯酸装置屏蔽泵在出口侧循环管线处都加有小过滤网，因丙烯酸相关介线处都加有小过滤网，因丙烯酸相关介质的聚合性，该过滤网经常堵塞，从而质的聚合性，该过滤网经常堵塞，从而引发循环管堵塞。引发循环管堵塞。设计施工原因设计施工原因 P6301A/B在设计选型时，为节约投在设计选型时，为节约投资成本资成本P6301A的定子屏蔽套和转子

16、屏蔽的定子屏蔽套和转子屏蔽套的材质为套的材质为SUS316L，轴承为石墨轴承，轴承为石墨轴承，轴套、推力盘的材质为轴套、推力盘的材质为SUS316+司太立司太立合金。合金。P6301B的定子屏蔽套和转子屏蔽的定子屏蔽套和转子屏蔽套的材质为套的材质为SUS316L，轴承为石墨轴承，轴承为石墨轴承，轴套、推力盘的材质为轴套、推力盘的材质为SUS304+司太立司太立合金。对甲苯磺酸对轴套、推力盘磨损、合金。对甲苯磺酸对轴套、推力盘磨损、腐蚀严重。腐蚀严重。设计施工原因设计施工原因 P4122的原设计中，电机热量及轴的原设计中，电机热量及轴承摩擦推力盘产生的热量，因泵无外夹承摩擦推力盘产生的热量，因泵

17、无外夹套冷却必须要靠所输送介质的流动来带套冷却必须要靠所输送介质的流动来带走，一旦外界环境温度高（夏季）或循走，一旦外界环境温度高（夏季）或循环冷却管路不畅，都会使热量聚集泵发环冷却管路不畅，都会使热量聚集泵发热，严重时输送介质汽化，发生汽蚀。热，严重时输送介质汽化，发生汽蚀。装置输送介质的管线长、弯头多，装置输送介质的管线长、弯头多，管路中的流量和扬程一旦发生变化，极管路中的流量和扬程一旦发生变化，极易发生冲击和震动。而部分管线缺少支易发生冲击和震动。而部分管线缺少支撑、部分泵施工时基础不平也导致震动。撑、部分泵施工时基础不平也导致震动。操作原因操作原因 l丙烯酸装置因其装置自身的特点，在开

18、丙烯酸装置因其装置自身的特点，在开车阶段及操作不当时、都会产生大量的车阶段及操作不当时、都会产生大量的杂质和聚合物，对定子屏蔽套和转子屏杂质和聚合物，对定子屏蔽套和转子屏蔽套以及轴承和推力盘都有很大的磨损，蔽套以及轴承和推力盘都有很大的磨损，聚合还会导致泵发热，此外操作不平稳聚合还会导致泵发热，此外操作不平稳会引起温度、压力的变化。会引起温度、压力的变化。l屏蔽泵的冷却夹套的冷却水疏于管理，屏蔽泵的冷却夹套的冷却水疏于管理，有时会造成冷却水中断。有时会造成冷却水中断。l部分操作人员在开泵前未排汽，未把泵部分操作人员在开泵前未排汽，未把泵腔内的气体排干净，造成汽蚀。腔内的气体排干净，造成汽蚀。操

19、作原因操作原因 l未及时清理入口过滤器，聚合物将过滤未及时清理入口过滤器，聚合物将过滤器堵塞，造成汽蚀。器堵塞，造成汽蚀。l部分操作人员经验不足，导致阀的开度部分操作人员经验不足，导致阀的开度过大。或巡检不到位，不能及时调整，过大。或巡检不到位，不能及时调整，泵有时会超负荷运行。泵有时会超负荷运行。l换热系统存在问题，换热器未投，介质换热系统存在问题，换热器未投，介质温度高，泵发热。温度高，泵发热。l检修工在检修时，未严格执行检修规程，检修工在检修时，未严格执行检修规程，造成轴间间隙不均匀，转动时损坏轴承。造成轴间间隙不均匀，转动时损坏轴承。改进措施改进措施 针对上述存在的问题，首先对员工针对

20、上述存在的问题，首先对员工进行安全教育和技术培训，把原理和操进行安全教育和技术培训，把原理和操作要点交代清楚。特别是屏蔽泵的结构作要点交代清楚。特别是屏蔽泵的结构特点、使用方法和故障排除等以提高整特点、使用方法和故障排除等以提高整个员工队伍的操作水平；加强巡回检查，个员工队伍的操作水平；加强巡回检查，密切注意密切注意TRG表指针所在位置和电流表、表指针所在位置和电流表、压力表的指示情况。一旦发现压力表的指示情况。一旦发现TRG表指表指向黄区，应立即向设备专业技术人员报向黄区，应立即向设备专业技术人员报告，安排停泵检修。此外利用停车或装告，安排停泵检修。此外利用停车或装置停工的机会，对平时发现的

21、问题进行置停工的机会，对平时发现的问题进行逐一整。逐一整。改进措施改进措施 考虑到丙烯酸类介质在管线中产生聚合考虑到丙烯酸类介质在管线中产生聚合物、容易在屏蔽泵石墨轴承螺旋槽及定、物、容易在屏蔽泵石墨轴承螺旋槽及定、转子间隙之间滞留发热。导致发生聚合转子间隙之间滞留发热。导致发生聚合放热放热聚合的恶性循环中，丙烯酸介聚合的恶性循环中，丙烯酸介质的屏蔽泵的轴承的螺旋槽开的稍大一质的屏蔽泵的轴承的螺旋槽开的稍大一些，泵轴的轴向间隙也要安装在较大的些，泵轴的轴向间隙也要安装在较大的许可范围内（如表许可范围内（如表4所示）以保证冷却介所示）以保证冷却介质的流速和流量足够，以利于带走产生质的流速和流量足

22、够，以利于带走产生的热量，避免介质在泵内发热产生聚合。的热量，避免介质在泵内发热产生聚合。表表4 泵轴的轴向窜量调整值（泵轴的轴向窜量调整值（mm）泵的额定功泵的额定功率（率（kW）电机座号电机座号 标准值标准值 调整值调整值 7.015.0 410 0.92.5 1.62.5 5.57.5 420 1.12.9 1.82.9 l525 510 3045 610 1.23.0 1.83.0 1115 520 18.522 620 1.43.4 2.03.4 55110 710 改进措施改进措施u对传输容易聚合介质的屏蔽泵的循环管过滤网对传输容易聚合介质的屏蔽泵的循环管过滤网拆除，避免介质聚合经

23、常堵塞循环管入口。拆除，避免介质聚合经常堵塞循环管入口。u更改更改P6103泵入口过滤器的目数，并定期加以泵入口过滤器的目数，并定期加以清理，防止过多的杂质和异物进入泵内。清理，防止过多的杂质和异物进入泵内。u将将P6301A轴套、推力盘的材质更换为轴套、推力盘的材质更换为SUS316L，将，将P6301B轴套、推力盘的材质的材质更换为轴套、推力盘的材质的材质更换为SUS316。减少对甲苯磺酸对设备的腐蚀。向。减少对甲苯磺酸对设备的腐蚀。向P6301A的输送罐的输送罐V6301A中定期加入中和后的中定期加入中和后的丙烯酸丁酯降低对甲苯磺酸的含量。丙烯酸丁酯降低对甲苯磺酸的含量。u对震动泵的基础

24、进行重新找正，并在弯头处加对震动泵的基础进行重新找正，并在弯头处加支撑。支撑。u对两台未带夹套冷取的泵利用合适的机会进行对两台未带夹套冷取的泵利用合适的机会进行更换。更换。结论结论 通过加强管理和以上一系列整改措施，由表通过加强管理和以上一系列整改措施，由表2也可以看出丙烯酸装置屏蔽泵故障逐年下降，也可以看出丙烯酸装置屏蔽泵故障逐年下降，未发生一起因屏蔽泵故障造成的非计划停车、未发生一起因屏蔽泵故障造成的非计划停车、保障了安全生产。保障了安全生产。同时从前文的论述可以看出，屏蔽泵具有安全同时从前文的论述可以看出，屏蔽泵具有安全性高、维护简单，在输送易燃、易爆、贵重液性高、维护简单，在输送易燃、

25、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体有很大的优势。体和有毒、腐蚀性及放射性液体有很大的优势。在丙烯酸装置可以被广泛的推广使用。但不是在丙烯酸装置可以被广泛的推广使用。但不是所有的物料都可以使用屏蔽泵，尤其是在丙烯所有的物料都可以使用屏蔽泵，尤其是在丙烯酸介质粘度较大、杂质较多的时候因该慎重考酸介质粘度较大、杂质较多的时候因该慎重考虑，并需要做部分整改。虑，并需要做部分整改。巡检维护人员应掌握屏蔽泵的巡检内容，根据巡检维护人员应掌握屏蔽泵的巡检内容，根据屏蔽泵的运行情况（尤其是屏蔽泵的运行情况（尤其是TRG表）对屏蔽泵表）对屏蔽泵的状况作出判断，安排维护和检修。的状况作出判断，安排维护和检修。专业技术人员可以根据具体每台泵的运行周期，专业技术人员可以根据具体每台泵的运行周期，根据经验制定出每台泵的检修周期，利用停车根据经验制定出每台泵的检修周期，利用停车的机会进行计划检修，避免故障检修给生产带的机会进行计划检修，避免故障检修给生产带来影响。来影响。