屏蔽泵在己烷油装置中的应用

洛阳金达石化有限责任公司 高万里

屏蔽泵在己烷油装置中的应用

洛阳金达石化有限责任公司 高万里

己烷油装置即以粗己烷为原料，通过加氢脱芳工艺，使粗己烷中的苯加氢饱和，并采用精密分馏的方法，将正己烷油、异己烷油分馏出来，生产符合植物油抽提溶剂油指标的抽提溶剂油。己烷油是该装置的主要产品。己烷油极易挥发；沸点60～90℃；易燃易爆，爆炸极限1.1%～7.0%；长期接触己烷油可能导致中毒。己烷油产品的价值较高，为了达到绝对无泄漏要求，并对泵类的要求很高，因此己烷油装置中大部分机泵采用屏蔽泵。本文，笔者介绍了屏蔽泵在己烷油装置中的应用情况，并对装置首次开工中屏蔽泵试运行过程中易出现的问题进行了分析和探讨。

一、屏蔽泵的原理和结构特点

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作。而屏蔽泵是一种无密封泵，泵和驱动电机都密封在一个充满泵送介质的压力容器内。此压力容器只有静密封，并由一个电线组提供旋转磁场并驱动转子，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。屏蔽泵把泵和电机连在一起，电动机的转子和泵的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，其动力通过定子磁场传给转子。屏蔽泵结构如图1所示。

二、屏蔽泵在己烷油装置中的应用

1.屏蔽泵在己烷油装置中的使用情况。己烷油装置共有机泵41台，其中19台屏蔽泵，装置分馏区全部采用屏蔽泵。部分屏蔽泵主要设计参数见表1。

表 1 部分屏蔽泵的主要设计参数

2.屏蔽泵的优点和缺点。

（1）屏蔽泵的优点。

①全封闭。全封闭由于在结构上没有动密封，只有在泵的外壳处有静密封，因此可以做到完全无泄漏，特别适合输送易燃、易爆、贵重液体和有毒、腐蚀性及放射性液体。

②安全性高。安全性高的转子和定子各有一个屏蔽套，可以使电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。

③结构紧凑、占地少。泵与电机系连为一整体，拆装不需找正中心，结构紧凑、占地少。对底座和基础要求低，且日常维修工作量少，维修费用低。

④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，故运转平稳，不需加润滑油，且噪声低。

⑤使用范围广。对于高温、高压、低温、高熔点等各种工况，使用范围广且均能满足要求。

（2）屏蔽泵的缺点。

①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采用屏蔽泵输送。一般地适合于屏蔽泵介质的黏度为0.1～20 mPa·s。

②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致相当。

③屏蔽泵长时间在小流量工况下运转，效率较低，易导致发热而使液体蒸发，造成泵干转，从而损坏滑动轴承。

3.屏蔽泵的开车和停车注意事项。

（1）开车注意事项。管路应吹扫干净，防止异物进入泵中，并在试车成功后去除过滤器；首次开车时，热油泵应充分预热，时间随介质及环境温度等条件而不同，通常为1～2 h；开泵时，将泵入口管路阀门完全打开，出口管路阀门稍微开一点，然后再启动泵。

（2）停车注意事项。泵及备泵入口管路阀门、泵回流管路阀门保持常开，以保证泵内介质汽化产生的气体随时排出，便于随时开车。

4.屏蔽泵的日常操作使用要求。

（1）严禁空载运转。空气全部排除后，方可运转。

（2）彻底清除装置内的铁锈及固体异物。

（3）断流运转不得持续超过30 s。

（4）不得逆向持续运转。小于最小流量时，不允许运转。

（5）带冷却水套的屏蔽泵，必须先按规定的冷却水流量接通冷却水，然后再开始运转。

（6）在运转中，如发现异常声音或振动等，必须迅速查清原因、排除故障。

（7）在保护装置动作的情况下，在没有查清动作原因并彻底排除前，不允许继续运转。

（8）泵的正常工作状态，必须在合同要求的性能参数范围，否则影响泵轴向推力。

5.屏蔽泵在使用过程中常出现的故障及原因分析。

（1）泵不上量，出口压力低。其原因为泵内气体未排干净，仍存有气体；泵入口管路堵塞，供液不足；泵转向错误。

（2）电机发热，出口压力波动。其原因为泵流量小，无法带走电机热量；液位太低，泵发生汽蚀。

（3）泵振动及噪音剧烈。其原因为泵内部发生机械磨损。

6.屏蔽泵在首次开工试运中的问题及原因分析解决。

（1）屏蔽泵的盘车。由于屏蔽泵的结构特点，无法按正常方式进行盘车。在屏蔽泵试运行前，将屏蔽泵的入口法兰拆开，进行盘车检查。通过对屏蔽泵的盘车检查，发现最大的2台屏蔽泵热媒泵P81211A、P81211B盘车困难。联系厂家查找原因，将泵体拆开后发现泵体内有很多铁屑和焊渣，是由于施工时没做好防护进入的。维修人员将泵体内杂物焊渣清理，将机泵回装后，屏蔽泵P81211B盘车正常，但是屏蔽泵P81211A盘车还是比较困难。检查分析后认为，由于泵的出口管线安装有问题，产生应力致使无法盘车。经过处理后，机泵盘车恢复正常。

（2）机泵电机故障停运。在开工试运中，T81203塔底泵出口流量计FT8302突然指示回零，操作人员立即赶到现场检查后发现T81203塔底泵P8306A停运。操作人员开启备用泵P8306B维持生产，联系电气及钳工检查发现是由于电机烧坏所致，只有返回厂家维修。经过分析研究，认为电机烧坏的原因可能是接线盒处雨水渗入造成的。于是，在每个屏蔽泵的接线盒处设计安装了防雨罩，防止雨水进入接线盒，效果非常好。

（3）泵出口不上量。在开工试运期间，各个屏蔽泵相继出现了泵出口压力低，不上量的情况。屏蔽泵的入口采用T型磁性过滤器加过滤网，分析可能是由于过滤网堵塞造成的。维修人员将过滤器打开后发现内部铁屑焊渣较多，影响了机泵的正常运行。清理过滤器后，机泵恢复正常运行。根据这种情况，采取了定期对机泵过滤器进行切换清理，机泵运行平稳。

7.屏蔽泵开工以来运行状况。自开工以来装置屏蔽泵运行状况良好。由于屏蔽泵的结构特点，没有旋转轴密封装置和轴承箱，不用由于轴封泄露更换轴封和添加润滑油，正常运行基本可以做到免维护，日常巡回检查泵出口压力及电机电流即可。

随着石油化学工业的发展以及人们的环境、安全意识的提高，石油化工行业对泵的要求也越来越高，在一些场合对某些泵提出了绝对无泄漏的要求，这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，可以做到绝对无泄漏，因而在石油化工装置中的使用已愈来愈普遍。洛阳金达公司新建己烷油装置大部分机泵采用屏蔽泵，通过开工以来的运行，的确实现了完全无泄漏，有效地避免了环境污染和物料损失，减少了操作人员的劳动强度，严格执行了国家、地方及主管部门制定的环保和职业安全卫生设计规定和标准，减少“三废”排放，维护周边生态环境，实行同步治理，满足清洁生产的要求。