高壓煤漿泵在線消漏技術(shù)研究與分析

李忠勇，王鵬山

(陜西長青能源化工有限公司，陜西寶雞 721405)

某甲醇生產(chǎn)裝置采用德士古水煤漿氣化生產(chǎn)技術(shù)制取水煤氣，生產(chǎn)系統(tǒng)2開1備。高壓煤漿泵作為德士古氣化生產(chǎn)工藝的關(guān)鍵設(shè)備，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，一旦泵體發(fā)生煤漿、潤滑油、推進(jìn)液油等液體泄漏，勢必對生產(chǎn)裝置的安全運行造成危害[1-2]。嚴(yán)重時，生產(chǎn)裝置必須停車處理。

1 高壓煤漿泵的結(jié)構(gòu)

該項目采用DGMB93/9.6A型臥式隔膜柱塞高壓煤漿泵，體積流量為93 m3/h，工作壓力為9.6 MPa，為三缸單作用工作形式(見圖1)。

圖1 高壓煤漿泵結(jié)構(gòu)圖

2 高壓煤漿泵工作原理

電動機通過減速機帶動三拐曲軸、連桿、十字頭，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，使活塞隨之進(jìn)行往復(fù)運動[3]。當(dāng)活塞向左運動時，活塞缸右側(cè)工作腔體積增大，腔體內(nèi)壓力降低。輸送的料漿借助入料壓力打開進(jìn)料單向閥，被吸入并充滿隔膜室，將隔膜壓向隔膜室的左側(cè)腔壁。當(dāng)活塞向左運動到極限位置時，料漿的吸入過程也隨之結(jié)束。然后，活塞開始向右運動，活塞缸右側(cè)工作腔內(nèi)油介質(zhì)受擠壓，工作腔體內(nèi)壓力增大，將隔膜室中的隔膜推離腔壁。同時，隔膜室內(nèi)料漿液體受壓，隔膜腔體壓力升高，打開排料單向閥，料漿被壓出，輸送到排料管路中。由于橡膠隔膜的存在，料漿不接觸活塞等運動部件，減少了磨損和腐蝕。另外，通過設(shè)置靈敏、可靠的自動化檢測控制系統(tǒng)，監(jiān)測橡膠隔膜的運動行程，保證橡膠隔膜的長期使用壽命。DGMB93/9.6A型隔膜泵有3個隔膜室，每個隔膜室的起始排料相位相隔120°，可均勻、連續(xù)地輸送料漿。其結(jié)構(gòu)圖見圖2。

1—電機；2—曲軸；3—連桿；4—十字頭；5—活塞缸；6—活塞；7—導(dǎo)桿；8—信號發(fā)生器；9—橡膠隔膜；10—隔膜室；11—進(jìn)料閥；12—出料閥。

3 存在問題

高壓煤漿泵各部位采用的密封形式有所差異，自投產(chǎn)運行以來，隨著生產(chǎn)運行時間延長，高壓煤漿泵各部位出現(xiàn)磨損、松動情況，運行中會出現(xiàn)不同程度的泄漏，嚴(yán)重時生產(chǎn)裝置需要停車[4]，極大地影響了裝置的運行效率，增加了檢維修工作任務(wù)量。為此，技術(shù)人員對高壓煤漿泵本身出現(xiàn)的泄漏點進(jìn)行風(fēng)險評估，嘗試在確保安全的前提下，對高壓煤漿泵泄漏點進(jìn)行在線處理，避免停車造成生產(chǎn)波動和損失。

4 處理措施

4.1 高壓煤漿泵缸體壓力表根部泄漏

高壓煤漿泵缸體壓力表是現(xiàn)場巡回檢查人員監(jiān)測煤漿泵運行狀況的重要依據(jù)，高壓煤漿泵缸體打量不足時，可以從壓力表的示數(shù)中及時反映出來。該壓力表用于測量缸體內(nèi)推進(jìn)液油壓力，因缸體內(nèi)推進(jìn)液油壓為脈沖式壓力，壓力表膜片頻繁動作，容易破損引發(fā)泄漏。該壓力表出現(xiàn)泄漏后，技術(shù)人員現(xiàn)場需用液壓鉗小心夾牢壓力表引壓管。此舉要掌控好力度，既要避免夾斷引壓管管線，又要保證油脂不再泄漏，這就需要技術(shù)人員在平常利用科學(xué)手段進(jìn)行必要的演練，確保對液壓鉗和壓力表引壓管的管線性能足夠熟悉。同時，技術(shù)人員需要制作一套斗式油脂收集系統(tǒng)，將泄漏出來的油脂引入推進(jìn)液油箱，防止推進(jìn)液油箱抽空，導(dǎo)致推進(jìn)液油泵不打量。隨后，技術(shù)人員拆下壓力表進(jìn)行更換即可。最后，視情況緩慢松開液壓鉗，將壓力表投入使用?，F(xiàn)場操作人員應(yīng)加強巡回檢查，并予以重點關(guān)注。高壓煤漿泵缸體壓力表根部堵漏過程見圖3。

圖3 高壓煤漿泵缸體壓力表根部堵漏過程

4.2 進(jìn)(出)口單向閥壓蓋、缸體端蓋法蘭泄漏

現(xiàn)階段高壓煤漿泵的進(jìn)(出)口單向閥、缸體端蓋法蘭頻繁出現(xiàn)泄漏。在運行過程中，裝置振動導(dǎo)致高壓煤漿泵中緊固不牢的螺栓出現(xiàn)松動引發(fā)泄漏。對此，如果能夠及時發(fā)現(xiàn)并組織檢維修人員對螺栓進(jìn)行針對性緊固即可。但是，這類問題在初期往往表現(xiàn)并不明顯，這就要求技術(shù)人員在巡回檢查時有足夠的耐心，有計劃地逐一檢查法蘭的緊固程度，確保將隱患消除在萌芽狀態(tài)。如果泄漏突發(fā)性增大，則要考慮法蘭面或螺栓本身是否有缺陷，必要時作停車處置。

4.3 推進(jìn)液油泵、潤滑油泵過濾器泄漏

推進(jìn)液油泵、潤滑油泵的正常運轉(zhuǎn)是保證高壓煤漿泵正常運行的必要條件。高壓煤漿泵的各部件潤滑和正常動作要求推進(jìn)液油和潤滑油供應(yīng)連續(xù)且相對穩(wěn)定。如果推進(jìn)液油泵、潤滑油泵過濾器泄漏，首先要確認(rèn)備用的過濾器濾芯清潔完好、各部位連接緊固牢靠。隨后，及時對過濾器進(jìn)行切換處置，確認(rèn)高壓煤漿泵運行穩(wěn)定后，小心拆檢過濾器，清洗或者更換網(wǎng)片式濾芯，檢查過濾器端蓋法蘭密封面完好后緊固備用。

4.4 高壓煤漿泵推進(jìn)液補油、排油電磁閥隔膜泄漏

推進(jìn)液系統(tǒng)的功能是控制隔膜室中的油量及橡膠隔膜的運動位置，隔膜室中的油量直接影響橡膠隔膜的運動狀態(tài)，進(jìn)而影響整機能否正常工作。推進(jìn)液油量體積減少，可導(dǎo)致隔膜撞擊隔膜腔后壁；推進(jìn)液油量體積過量，會使隔膜因應(yīng)力鼓脹到排料口。推進(jìn)液油量由檢測信號通知補油閥、排油閥進(jìn)行控制，兩位兩通閥的開啟和閉合由空氣壓力控制。壓縮空氣經(jīng)過濾后，進(jìn)入兩位三通電磁閥，該閥門內(nèi)氣路的通斷能夠控制兩位兩通閥的開啟和閉合，以進(jìn)行補油、排油工作。壓縮空氣控制兩位兩通閥內(nèi)小隔膜的閉合或打開，以此控制補油、排油。因小隔膜為橡膠制成，冬季氣溫較低時，橡膠會變硬變脆，長時間動作后容易造成橡膠隔膜破裂，此時補油閥、排油閥失去作用，導(dǎo)致高壓煤漿泵無法正常運行，需停機處理。通過深入研究現(xiàn)場管路及推進(jìn)液系統(tǒng)，在3個缸補油、排油管線上增加切斷閥門。當(dāng)補油閥、排油閥出現(xiàn)故障時，可切斷閥門后隔離兩位兩通閥，在線更換破裂隔膜后投入運行。

5 結(jié)語

生產(chǎn)實際中，高壓煤漿泵各部位會出現(xiàn)不同程度泄漏，分析和研究不同泄漏發(fā)生時可行的應(yīng)對方式，為高壓煤漿泵的安全連續(xù)穩(wěn)定運行提供基礎(chǔ)。隨著水煤漿氣化生產(chǎn)工藝進(jìn)一步發(fā)展，高壓煤漿泵連續(xù)運行的重要程度提升，要求技術(shù)人員在生產(chǎn)中積累和總結(jié)經(jīng)驗，以改進(jìn)生產(chǎn)現(xiàn)狀和提升生產(chǎn)效率。