塔石化尿素S N A M工藝甲銨泵特點(diǎn)及失效分析

宋書林 李臻 孫翔（西安石油大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,陜西 西安 710065）

中壓甲銨泵在尿素生產(chǎn)SNAM工藝中的作用是將低壓系統(tǒng)的甲銨液輸送到中壓系統(tǒng)，它的運(yùn)行效果關(guān)系到尿素生產(chǎn)系統(tǒng)能否長期安全穩(wěn)定的運(yùn)行，因此該泵可稱為尿素裝置中的龍頭機(jī)泵。

1 中壓甲銨泵的技術(shù)難點(diǎn)

中壓甲銨泵輸送的液體為氨基甲酸銨的水溶液，該液體密度為980 kg/m3，粘度為2.7 cst，正常操作溫度為35.6℃，最大溫度為39.8℃，該泵設(shè)計(jì)存在以下技術(shù)難點(diǎn)：

1.1 高可靠性

該泵可靠性的高低直接影響到生產(chǎn)的周期及尿素生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，因此保證其在一定工況范圍內(nèi)平穩(wěn)可靠的運(yùn)行是該泵設(shè)計(jì)制造的關(guān)鍵。

1.2 性能優(yōu)良

泵的效率需要滿足工況要求，關(guān)鍵部件例如葉輪、導(dǎo)葉等壓力變化應(yīng)平穩(wěn)，避免驟變的出現(xiàn)，并且應(yīng)該具有良好的抗汽蝕性能。

1.3 腐蝕性強(qiáng)

甲銨溶液對金屬材料產(chǎn)生很強(qiáng)的腐蝕性，同時(shí)由于泵體承受較高的壓力，易產(chǎn)生腐蝕和疲勞，因此泵體材料應(yīng)該具有優(yōu)良的機(jī)械性能和耐腐蝕性能；

2 塔石化RON型中壓甲銨泵特點(diǎn)

塔里木石化公司尿素生產(chǎn)車間用的中壓甲銨泵是國外引進(jìn)的，由世界頂級造泵大亨德國魯爾生產(chǎn)制造，它是國內(nèi)單套效率最高的中壓甲銨泵。該泵的設(shè)計(jì)制造完全按照API610進(jìn)行設(shè)計(jì)，機(jī)械密封按照API682進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 RON型中壓甲銨泵結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

RON泵為臥式兩級單吸大型離心泵，入口噴嘴和出口噴嘴采用頂-頂偏移布置。泵的渦形泵殼為徑向拼合式，因此，無需將泵殼與底座或管道分離即可將轉(zhuǎn)子拉出渦形泵殼；泵殼和轉(zhuǎn)子配有可換葉輪和泵殼耐磨環(huán)；擴(kuò)散器減小了第一片葉輪后的徑向力；放空口和疏水管焊接后通過法蘭連接在泵殼上；同時(shí)，單吸入徑向葉輪相對布置以減小軸向力；泵轉(zhuǎn)子的徑向力和軸向力由滾珠軸承吸收；用油潤滑軸承箱中的滾珠軸承（驅(qū)動(dòng)側(cè)為徑向滾珠軸承，從動(dòng)側(cè)為向心推力滾珠軸承）；用符合API 682要求的旋轉(zhuǎn)機(jī)械密封來密封軸。

2.2 RON型中壓甲銨泵存在的問題

由于該泵是在特定工況參數(shù)下設(shè)計(jì)的，因此泵在工藝參數(shù)變化情況下的抗老化性特別差，一旦脫離正常工況運(yùn)轉(zhuǎn)，將出現(xiàn)效率迅速下降、泵軸振動(dòng)嚴(yán)重甚至無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，該泵頻現(xiàn)故障，主要表現(xiàn)在轉(zhuǎn)動(dòng)部件發(fā)生葉輪變形、瓢偏開裂報(bào)廢、軸彎曲；靜止部件軸承座內(nèi)孔變形、隔板磨損、泵殼、殼蓋止口處磨損，各靜止部件的中心很難調(diào)成一條線。泵容易出現(xiàn)振動(dòng)嚴(yán)重，軸承溫度高，易損壞等問題。

3 中壓甲銨泵的失效分析

3.1 中壓甲銨泵故障統(tǒng)計(jì)

塔石化自開車以來，由于機(jī)泵本身引起的故障占總故障的36%，操作不當(dāng)引起的事故占總事故的23%，因該機(jī)泵事故因素占尿素生產(chǎn)停產(chǎn)事故的48%。因此，解決該泵的故障問題是提高塔石化尿素生產(chǎn)效率的必須途徑。

3.2 中壓甲銨泵的失效分析

導(dǎo)致中壓甲銨泵事故的原因很多，下面就所統(tǒng)計(jì)的中壓甲銨泵的故障原因進(jìn)行簡略分析。

3.2.1 泵無法啟動(dòng)，出口無壓力，無法工作可能是由于電機(jī)不工作、轉(zhuǎn)速太低、轉(zhuǎn)子卡死、轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤、泵內(nèi)未充滿液體、吸入閥門或管路堵塞、底閥堵塞或已經(jīng)損壞、葉輪流道堵塞；

3.2.2 啟動(dòng)后，出口壓力不足，可能是由于入口管路未充滿水、工作介質(zhì)帶有大量氣體；

3.2.3 泵的流量低、揚(yáng)程低、效率低可能是由于進(jìn)出口閥門未完全打開、進(jìn)口處過濾器堵塞、最小流量閥門損壞或旁路孔板磨損、泵的內(nèi)部、管路中等有水垢等雜質(zhì)、葉輪流道堵塞、泵內(nèi)部有磨損；

3.2.4 泵振動(dòng)、噪音超標(biāo)主要是由于聯(lián)軸器對中不好、聯(lián)軸器有磨損、入口閥門未完全打開、入口過濾器堵塞、泵在汽蝕狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)、管路應(yīng)力大，管口載荷超標(biāo)、基礎(chǔ)不穩(wěn)固，灌漿不到位、葉輪磨損或口環(huán)磨損或流道堵塞、軸承損壞、轉(zhuǎn)子不平穩(wěn)引發(fā)的振動(dòng)、軸彎曲；

3.2.5 機(jī)封溫度高、泄露大，主要是由于密封沖洗不足或無沖洗、密封干運(yùn)行、沖洗和排氣不正確、孔板尺寸有誤或已磨損、固定沉淀、黏住密封環(huán)或者彈簧、軸封處有液體汽化、密封液不合適、密封環(huán)、輔助O型圈或彈簧損壞、動(dòng)靜環(huán)材料不合適、軸彎曲、機(jī)封初始安裝不到位；

3.2.6 軸承處溫度過高，軸承壽命短，主要是由于泵不在工作點(diǎn)處運(yùn)行、軸承承受的力過大、聯(lián)軸器對中不好、軸承箱體中的潤滑油過多、油位過高或過低、潤滑油型號選擇不好。

上述故障原因造成中壓甲銨泵葉輪變形、瓢偏開裂報(bào)廢、軸彎曲、軸承座內(nèi)孔變形、隔板磨損、泵殼、殼蓋止口處磨損，各靜止部件的中心很難調(diào)成一條線，影響泵的正常工作。

4 結(jié)語

本文以尿素生產(chǎn)中應(yīng)用的中壓甲銨泵為研究對象。通過對進(jìn)口中壓甲銨泵的理論研究和現(xiàn)場調(diào)研分析，針對性的實(shí)施失效分析，為企業(yè)提供甲銨泵故障處理措施。

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