醇酮裝置隔膜計量泵穩定運行研究

石奇峰 張啟朋 吳帥

摘 要：對醇酮裝置隔膜計量運行中實際存在的問題進行研究，從機械結構、工藝操作、物料特性等方面進行全面剖析，采取相應措施，實現隔膜計量泵穩定運行，減少裝置非計劃停車次數，為醇酮裝置隔膜計量泵穩定運行提供有力參考。

關鍵詞：醇酮;隔膜;計量泵;研究

1.概述

某石化公司某廠醇酮裝置焦油排出泵P2307型式為隔膜計量泵，該泵主要技術參數見表1。該泵主要作用是將精餾塔D2303內的重組分焦油運往界區外的罐區焦油罐R2136中。使精餾塔D2303維持一定液位和壓力。在醇酮裝置實際運行中，經常出現焦油排出泵P2307上量不足導致生產波動，嚴重時造成裝置停車。焦油排出泵P2307能否穩定運行已經成為制約裝置長周期運行重要因素。

2.隔膜計量泵結構及工作原理

醇酮裝置焦油排出泵P2307由電機、傳動端、液力端三部分組成。傳動端部件由蝸輪、蝸桿、曲柄連桿機構和行程調節機構組成，流量調節有兩種方式，一是通過旋轉調節手輪，使N形軸上下移動，使安裝于曲軸上的偏心輪偏心量發生變化，從而改變膜片伸縮距離來達到改變流量的目的，二是調節電機變頻使電機轉速發生變化，沖程頻率發生變化實現改變流量。液力端部件是由泵頭、缸體、吸入閥組、排出閥組、柱塞、填料、隔膜、安全閥、補油閥等部件組成[1]。

3.隔膜計量泵不上量原因及措施

為探求醇酮裝置焦油排出泵P2307泵不上量或上量不足原因，分別從泵的機械故障、工藝操作、物料特性三個方面進行了分析。

3.1 機械故障及解決措施

隔膜計量泵機械故障主要包括電機故障，傳動部件故障及泵頭液力腔故障三個部分。

a、電機故障可通過拆卸電機單試，查看電機及變頻是否正常，如有異常，通知電氣專業維修電機。

b、傳動部件故障主要包括：

（1）蝸輪、蝸桿嚙合齒面磨損。如蝸輪、蝸桿嚙合齒面磨損嚴重，需對其進行更換。蝸輪、蝸桿組裝應重新調整嚙合位置，頂間間隙為0.2-0.3M（M為模數）;嚙合接觸面沿齒長不少于65%，沿齒高不少于60%;蝸輪、蝸桿嚙合的側間隙為0.13-0.26mm;蝸輪、蝸桿中心距的極限偏差不超過0.09mm[2]。裝配后蝸輪、蝸桿轉動靈活自如，無任何卡塞現象。隔膜計量泵在運行過程中，如果排液沖程大于吸液沖程，泵產生的單脈沖負載會加劇蝸輪的磨損，因此機泵運行一段時間后必須檢查蝸輪磨損情況，必要時可將蝸輪繞軸線方向旋轉180°進行安裝，可以延長蝸輪使用壽命。

（2）蝸輪與蝸桿支撐軸承磨損。如蝸輪與蝸桿支撐軸承磨損，需更換新軸承，拆裝軸承需使用專用工具，嚴禁直接敲打，安裝軸承時最好采用油浴法裝配，油溫控制在120℃以內，軸承裝入軸頸后，內圈需緊貼軸肩，間隙小于0.05mm[3]。

（3）N形軸磨損。如N形軸斷裂或磨損，需更換新N形軸，偏心塊與N形軸兩者的偏心角應一致，裝配時應上下滑動，轉動靈活，無卡塞現象。

c、泵頭液力腔故障主要包括：

（1）進、出口單向閥閥球與閥座磨損。在隔膜泵運行過程中，可以通過聽出、入口單向閥有規律的跳動聲判斷單向閥是否運行正常，如跳動聲音斷斷續續，沉悶或者沒有跳動聲音可判斷單向閥異常。P2307泵單向閥閥球材質為陶瓷，閥座材質為304不銹鋼，在運行過程中由于閥球不斷反復的沖擊閥座，極容易造成閥座密封面變形，閥球磨損等情況，使閥球與閥座密封失效，造成機泵上量不足，需要定期更換閥球、閥座。醇酮裝置P2307泵每3個月更換一次閥球、閥座。

（2）隔膜老化、開裂。P2307泵隔膜材質為四氟，隔膜在隔膜腔內往復撓曲變形，所以隔膜屬于易損件之一，機泵運行過程中如果發現液力腔油位下降較快，泵流量不足，且沒有發現外漏油的情況，可以判斷隔膜損壞，隔膜一般工作壽命8000小時左右，但實際生產中，由于操作不當，工藝波動等因素，使隔膜連續受交變力的作用，大大降低了隔膜使用壽命。要求工藝操作時，避免大幅度調整，保證機泵進出口壓力穩定，延長隔膜使用壽命。

（3）安全閥磨損、堵塞。安全閥使用一段時間后，密封面會出現磨損，造成密封不嚴，使壓力過早釋放，隔膜腔油壓降低，造成上量不足，需及時處理安全閥密封面或者更換安全閥解決，安全閥重新安裝需要對安全閥進行調試，通過轉動安全閥調節螺母設定其開啟壓力;安全閥堵塞會使機泵憋壓導致泵無法啟動，需及時疏通安全閥，確保機泵正常啟動。

（4）補油閥失效。機泵運行過程中，隔膜腔內液壓油會有一定量的消耗，為保證泵流量穩定，補油閥需自動及時補加油以保證油腔內油量動態恒定。機泵長時間運行，補油閥閥桿與閥座密封面會出現磨損，導致密封不良，造成補油不及時及漏油現象，需處理補油閥密封面或者更換新補油閥解決，更換新補油閥需對補油閥進行調試，通過緩慢調節閥桿螺母使其處于恰當位置，避免補油過量或者補油不暢情況發生。

3.2 工藝操作原因及解決措施

在實際生產中P2307泵上量不足往往不是機械故障造成的，而是由于工藝操作原因。經過多年經驗總結，工藝操作原因主要包括：

a、泵出、入口閥門開度是否正常。啟動泵前應認真排查泵出入口閥門，確保閥門開度正常。

b、入口管路是否帶氣。該泵入口為負壓系統，直接打開入口閥時物料不能將泵灌滿，導致泵入口帶氣，使泵不上量，該機泵啟動前需關閉入口閥，打開入口低排閥門用熱水將泵入口灌滿，泵上量后再切換為物料才能確保泵運行正常。

c、液壓油系統是否正常。液壓油系統直接影響泵運行，應重點關注，確保油系統液位正常，油質清潔，油號使用正確，該泵使用46#低溫液壓油，如油液位過低，會導致液壓腔補油不及時造成上量不足，油質不好或油太黏會影響補油閥補油效果，同樣造成泵上量不足。

d、出口儲罐是否憋壓。P2307泵出口儲罐上方有呼吸閥，如呼吸閥閥前手閥未開啟，會使儲罐憋壓，造成泵出口憋壓，安全閥頻繁起跳，導致P2307泵不上量，影響機泵使用壽命，啟動泵前一定確保儲罐呼吸閥暢通。

3.3 物料特性原因及解決措施

P2307泵輸送介質為焦油，焦油呈黑色，具有黏度大的特點，溫度低時流動性較差，極易堵塞管路，造成泵不上量。當焦油附著于出入口單向閥內時，會造成閥球動作遲緩，閥球無法徹底回落至閥座上，造成機泵上量不足或不上量。解決措施是機泵停運時，用熱水對出入口管路及單向閥組沖洗干凈，避免堵塞出入口管路及單向閥組，同時應定期清理泵入口過濾網，保證管路通暢。

總結：

影響醇酮裝置隔膜計量泵穩定運行有多方面因素，當泵運行出現異常時，要從機械結構、工藝操作、物料性質等方面全方位考慮，并結合機泵實際運行情況及歷史經驗，方能快速、準確排查出故障原因，采取恰當的解決措施，實現隔膜計量泵穩定運行。

參考文獻：

[1]沈慶根，鄭水英.設備故障診斷[M].北京：化學工業出版社，2006

[2]劉海山，潘政廣，袁浩.液壓隔膜計量泵常見故障分析與日常維護[J].科技信息，2009

（中國石油遼陽石化分公司尼龍廠，遼寧 遼陽 111003）