磁力泵運行評估及性能優化措施

蘇世順，劉曉恒，門俊杰

(河南龍宇煤化工有限公司 河南永城 476600)

河南龍宇煤化工有限公司400 kt/a乙酸生產裝置主要包括反應系統、反應液循環冷卻系統、冷凝液回收系統、精餾系統、尾氣吸收系統、催化劑制備系統、產品輸送裝運系統、火炬系統等。生產乙酸的主要物料為甲醇和CO，其中甲醇來自精甲醇儲罐，CO源自氣體凈化廠深冷分離裝置。進入乙酸生產裝置的甲醇和CO在催化劑作用下進行低壓羰基化反應，生成的粗乙酸經精餾系統提純后，得到體積分數99.9%的產品乙酸。在乙酸生產裝置中，磁力泵主要承擔精餾系統全回流、單塔回流、尾氣回收系統吸收液回收及成品乙酸裝車銷售任務。

1 磁力泵運行評估

磁力泵主要由泵頭、磁缸、電動機、底座等部分組成，其中磁缸由外磁轉子、隔離套以及內磁轉子組成。當電動機通過聯軸器帶動外磁轉子旋轉時，磁場帶動與葉輪相連的內磁轉子作同步旋轉，實現動力的無接觸同步傳遞，將容易泄漏的動密封結構轉化為零泄漏的靜密封結構。由于泵軸、內磁轉子被泵體、隔離套完全封閉，從而杜絕了化工生產裝置中常見的“跑、冒、滴、漏”問題。由于乙酸裝置工藝物料中含有高腐蝕性的甲基碘、有毒有害的CO，所以磁力泵成為裝置基建的優選泵型。

河南龍宇煤化工有限公司乙酸裝置選用的磁力泵為CN系列，根據設計支撐方式的不同，分為中心線支撐和地腳支撐2種形式，其中CNA泵型為地腳支撐，CNE泵型為中心線支撐。這2種泵型原始開車均有使用，但經后期技改升級，目前磁力泵均采用CNA泵型，其結構如圖1所示。

1. 泵體 2. 葉輪總成 3. 泵軸 4. 支撐盤 5. 平衡盤 6. 泵蓋 7. 驅動軸 8. 懸架體 9. 軸套 10. 滑動軸承組件 11. 止推盤組件 12. 內轉子部件 13. 外轉子組件 14. 隔離套 15. 輔助支架 16. 輔助葉輪 17. 葉輪螺母

乙酸裝置于2015年投入運行，磁力泵每年因損壞檢修180余次，年檢修費用高達140萬元。通過對3年來的運行數據及檢修數據進行分析，磁力泵出現的問題主要表現在以下幾個方面。

(1)隔離套、蝸殼腐蝕泄漏，主要表現為隔離套底部焊縫砂眼泄漏，蝸殼鑄件應力集中處存在砂眼缺陷。

(2)軸套、滑動軸承組件、止推盤組件等碳化硅備件故障率高，主要出現在軸套鍵槽與鍵配合位置以及滑動軸承組件與徑向滑銷配合脫落損壞、止推盤組件鏡面磨損碎裂等。

(3)過流部件腐蝕加劇，主要表現在：葉輪腐蝕變薄、葉片缺失，造成出口流量波動；泵殼腐蝕，造成泵殼與滑動軸承組件配合差，松動損壞；泵軸腐蝕變細、發生彎曲，泵軸與內磁轉子、軸套、止推盤配合差，造成備件使用壽命短。

(4)內磁轉子時常出現消磁現象，造成機泵不打量。

2 原因分析

磁力泵在2015—2016年運行過程中，故障率較高，但經后期技改和操作習慣的改變，故障率明顯降低。目前磁力泵運行平穩，除了日常點檢定修工作外，未發生非計劃檢修。對磁力泵運行前期表現出的問題，原因分析如下。

(1)原始基建時，由于精餾塔塔內件材質、安裝等原因，磁力泵入口存在螺栓、墊片卡澀現象，造成機泵損壞。經后期幾次短停清理、更換，該問題得到解決。

(2)隔離套原始設計材質為哈氏合金C276，等級較低。隔離套采用拼焊，焊接質量差，隔離套易腐蝕損壞。蝸殼鑄造質量差，存在砂眼、氣孔，在酸性環境中因腐蝕加劇而發生泄漏。

(3)由于泵軸采用單邊安裝方式，機泵運行扭矩大，造成軸套、滑動軸承組件、止推盤組件等碳化硅備件損壞。

(4)由于工藝操作溫度和工藝物料濃度偏高，造成過流部件腐蝕。

(5)隨著溫度的升高，工藝物料中的甲基碘腐蝕性大幅增強，內磁轉子長期處于140 ℃左右的工藝介質中，造成其出現消磁現象。

3 采取的措施

(1)隔離套材質由哈氏合金C276升級為鈦合金，目前使用效果良好，未發現腐蝕泄漏現象。

(2)嚴把備件加工制造關，在蝸殼、隔離套等備件加工制造環節派專人進行跟蹤，以保證備件質量。

(3)對CNE泵型進行結構改造，將內磁轉子與泵軸由單邊安裝方式改為CAN泵型的安裝方式，以減小機泵運行扭矩，確保機泵平穩運行。

(4)精心工藝操作，主要包括工藝指標控制合格，嚴禁工藝物料超溫、腐蝕性介質濃度超標，最大限度保證磁力泵運行環境正常。

(5)定期由專人使用點檢工具對磁力泵運行情況進行評估，計劃性拆檢，減少磁力泵檢修費用。

(6)泵型升級。

4 效果分析

相應的措施實施后，取得了明顯的效果：

(1)磁力泵故障率明顯降低，由180次/a降至30次/a，有效保證了裝置的穩定運行；

(2)檢修費用明顯降低，由140萬元/a降至40萬元/a，提高了經濟效益；

(3)徹底解決了因磁力泵原因而造成的裝置降負荷運行、停車等問題；

(4)磁力泵實現了零泄漏，提升了現場清潔文明生產水平；

(5)乙酸裝置運行平穩，減少了廢酸水的外排量，緩解了環保壓力。