逆向循環型液氨屏蔽泵故障原因分析及解決措施

宋琦 成高偉 郭向寧 喬旭英

摘 要：屏蔽泵是化工生產行業的常用設備，由于密封性強，主要用在有毒有害物質的運輸上。本文首先介紹了屏蔽泵的結構原理和性能特點，然后指出河南晉煤天慶煤化工有限責任公司液氨屏蔽泵的使用現狀，最后總結了常見運行故障、原因，以及優化運行措施，以供參考。

關鍵詞：逆循環屏蔽泵;結構原理;故障分析;優化運行

1 屏蔽泵的結構原理和性能特點

1.1結構原理

屏蔽泵和離心泵的工作原理相似，不同之處在于電動機轉子、葉輪在一根軸上固定，并使用屏蔽套將定子、轉子隔開，最大的特點是可以實現完全封閉，無需傳統的軸密封裝置[1] 。其中，屏蔽套經密封焊接后，可確保轉子鐵芯、定子繞組不會遇到工作液體，而且軸承依靠輸送介質實現潤滑，減少維護保養工作量。

1.2性能特點

屏蔽泵的優點包括[2]：①不進行動密封就可實現不泄漏，可用來輸送有毒有害、易燃易爆、強腐蝕性液體;②正常負壓狀態下，外界氣體不會吸入泵內，滿足真空運行條件;③電機、泵均封閉在壓力容器中，可延長配件的使用壽命，降低維修成本;④在自潤滑性能下，摩擦系數明顯減小，且不需要冷卻風扇，運行時幾乎沒有噪聲;⑤結構設計精密，不僅體積小、重量輕，而且安裝、拆卸方便。⑥帶有軸承檢測器，可檢查軸承磨損，電機逆旋轉、短路、缺相，進入固體異物等;電器信號系統的應用，可現場監視、遠程監視、出現故障后及時報警并停車。

屏蔽泵的缺點包括：①使用滑動軸承，不適宜輸送固體顆粒多、潤滑性能差的液體;②相比于單端面密封離心泵，運行效率低;③在小流量狀態下，不能長時間運行，容易損壞軸承;④單純外部檢查，難以發現軸承、轉向的磨損情況;⑤電機繞組受輸送液體的溫度影響明顯，且價格成本昂貴。

2河南晉煤天慶煤化工有限責任公司液氨屏蔽泵的應用現狀

2.1屏蔽泵基本參數介紹

該屏蔽泵的規格型號是NW35H-612JBMW-100-80-200-8-F，逆向循環型立式多級泵，由大連環友屏蔽泵有限公司生產，設備參數如下：輸液溫度：≤110℃ ;入口管徑為DN100，出口管徑為DN80;介質特性是易汽化，爆炸極限為15.7%～27.4% ;流量Q：33 m3/h，揚程 H 為320m，汽蝕余量：15m;功率為55KW，比重為 0.617。防爆等級為 ExII CT4，防護等級為 IP66， 絕緣等級為H 級，設計壓力為5.0MPa。材質為不銹鋼，軸承采用超硬石墨，軸套、推力盤采用316+ 碳化鎢。

2.2工藝條件

氨庫設2個2000m?球罐，3臺液氨送料泵，正常運行時2開1備，3臺泵共用進、出口總管及排氣總管，3#泵技改為變頻控制。

2.3運行狀況

自 2015 年? 投產以來，運行較為穩定，大修周期為2年一次。自2019年后，隨著泵體磨損老化，故障頻繁，逐臺返廠檢修。在檢修過程中，介質為99.9% 的液氨，對檢修人員的安全造成嚴重威脅。同時，頻繁的檢修，導致無備用泵，為穩定生產帶來極大隱患。

3 屏蔽泵常見運行故障及原因

屏蔽泵運行期間，常見故障有振動大、軸承炸裂、葉輪磨損、屏蔽套損壞等，分析其原因主要如下 ：

（1）雜質進入泵內。液氨球罐在壓力容器檢測時打磨內部焊縫，部分鐵銹等小顆粒雜質進入泵入口過濾器，因過濾器濾網脫落導致雜質進入泵內，磨損軸承導致軸承損壞。

（2）排氣不暢[3]。因3#泵為變頻控制，且3臺液氨泵共用排氣管線，3#泵未滿負荷時頻率低，出口壓力較其他兩臺泵低，導致3#液氨泵排氣不暢，軸承潤滑不充分，導致軸承磨損，影響泵使用壽命。

（3）檢修維護不當。泵在檢修時，使用加熱方式使軸承座膨脹，然后將軸承裝入軸承座內，因加熱不均勻導致軸承座冷卻時易將軸承擠碎。此外，前期泵檢修時只是簡單更換軸承、軸套、推力盤，未對磨損葉輪、導葉進行更換，且轉子未做整體動平衡，導致泵運行不穩定，振動在指標上限，影響泵使用壽命。

（4）斷液。日常調整兩球罐液位差，正常使用球罐進口及回流手動閥進行調整。因操作人員圖省事，利用快速切斷閥進行調整，誤將球罐出口快速切斷閥關閉，導致斷液，軸承損壞，推力盤、葉輪、導葉磨損。

（5）啟泵時冷泵、排氣不充分。備用泵啟動時，打開泵進口閥，微開泵出口閥及排氣閥，將泵點動排氣，因共用排氣管線運行泵的氣氨進入備用泵內，導致備用泵氨氣排不盡，且多次點起因潤滑不足，軸承磨損。

（6）啟停頻繁。在設備切換上，頻率每月1 次。通過和大連環友公司進行溝通，得出的一致結論是 ：頻繁啟停屏蔽泵時，在啟停瞬間內部零件受力不均勻，摩擦力明顯增大，容易出現疲勞運轉問題。此外，開、停車瞬間，會出現低流量操作情況。從屏蔽泵的運行特點來看，軸承的潤滑冷卻介質是輸送液體，進出流量突然降低，可能導致軸承潤滑冷卻不足，因軸承溫度升高造成損壞。

4優化運行措施

（1）定期檢查清理泵入口過濾網[4]。泵在切換后，對備用泵入口過濾器進行拆檢清理，觀察濾網完好情況，確保濾網清潔完好，以此保證屏蔽泵安全運行。

（2）對泵排氣管線優化技改。將泵排氣管線改為單泵單管，避免3個泵排氣管線串聯，減輕在啟泵過程中軸承磨損，3#變頻泵可正常運行不受影響。

（3）規范操作工藝流程。第一，優化啟泵步驟，增加冷泵步驟。啟泵時打開泵進口閥進行灌泵，然后關閉進口閥，打開泵進口導淋閥將泵內液氨排至氨氣回收洗滌塔，利用液氨減壓蒸發降低泵體溫度，然后按照正常啟泵步驟進行操作，可以有效減少泵內氣體。第二，制定完善的管理制度，為了避免屏蔽泵斷液，禁止使用球罐出口閥門調整2個球罐液位差。

（4）改進機泵切換頻率。考慮到頻繁啟停會影響屏蔽泵的穩定運行，應該對機泵切換頻率進行改進，從以前每月1 次改為每季度1 次，可以減小零部件之間的摩擦力，延長泵體的使用壽命。此外， 制定科學的維修方法，縮短維修時間、降低維修成本。以超硬軸承安裝為例，直接在常溫下將超硬軸承用木錘敲擊裝入軸承座內 ，避免加熱損壞軸承。建議每次檢修時轉子做整體動平衡后再回裝[5]。

5結語

綜上所述，屏蔽泵是化工生產企業常用的一種設備，相比于傳統的離心泵具有諸多技術特點。文中以河南晉煤天慶煤化工有限責任公司液氨屏蔽泵為例，介紹了性能參數、運行優勢、使用情況，指出常見的運行故障及原因，并闡述了優化運行措施，保證設備長周期安全穩定運行，希望這些經驗能為業內帶來一些參考和借鑒。

參考文獻：

[1]常林.苯乙烯車間屏蔽泵故障分析及優化方案[J].設備管理與維修，2018，（20）：32-33.

[2]楊貴花.屏蔽泵異常振動原因分析與解決措施[J].機械，2019，46（5）：582，583，584.

[3]馬庭紅.屏蔽泵電流波動軸承損壞原因分析[J].設備管理與維修，2020，No1（上）：51-52.

[4]寧純來.屏蔽泵的故障分析及維修.建筑工程技術與設計，2020.10：3752.

[5]李偉明，李寧，段志宏，等.屏蔽泵的振動原因分析及解決對策[J].機電工程技術，2020，49（07）：214—216.

作者簡介：

宋琦（1989.10-），男，漢族，山西晉城人，本科，助理工程師，河南晉煤天慶煤化工有限責任公司，研究方向：設備管理。

（河南晉煤天慶煤化工有限責任公司，河南 沁陽 454592）