甲醇装置磁力泵试车故障分析与整改措施

【摘要】针对甲醇装置中磁力泵试车运行中发生的转子卡死、轴承磨损等故障现象，分析磁力泵故障原因，改进过滤器结构和滤网，提出整改措施，确保磁力泵安全可靠运行。

【关键词】磁力泵 过滤器 杂质 故障 磨损

1 前言

中海石油化学股份有限公司日产2500吨甲醇装置中是采用英国DAVY公司甲醇生产工艺技术，以天然气为原料经过转化、压缩、合成、精馏等工序生产出甲醇。根据生产工艺和输送介质的特性，甲醇装置中的预塔、精馏塔和回收塔单元共选用了12台美国汉胜工业生产的圣达因磁力泵，从泵的选型上解决介质无泄漏输送的问题。

磁力泵是一种无泄漏、易维护、运行平稳、可靠性强的离心泵，具有安全、高效、节能等特性。但在日产2500吨甲醇装置试车过程中，磁力泵多次出现转子卡死、泵振动过大等故障现象，需要停车进行解体检修。这严重影响了甲醇装置试车进度。针对故障原因进行分析，做出应对措施，确保磁力泵正常安全运行。

2 磁力泵的基本原理

磁力泵由泵、磁力传动器、和电机三部分组成。其显著特点是该泵无轴封部件，即不存在动密封泄漏点。其关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子和不导磁的隔离套组成。电机通过联轴器带动外磁转子旋转，外磁转子通过磁场力带动与叶轮相连的内磁转子同步旋转。由原来常规泵的一根轴加设轴封部件改为两根轴加设隔离套结构，将动密封转化为静密封，从而彻底解决了介质的泄漏问题。

3 磁力泵运行中注意事项3.1 防止颗粒进入

不允许有铁磁杂质、颗粒进入磁力传动器和轴承摩擦副；输送易结晶或沉淀的介质后要及时冲洗以保障滑动轴承的使用寿命；输送含有固体颗粒的介质时，应在泵流管入口处过滤网。

3.2 防止干摩擦

严禁空运转；严禁介质抽空；在出口阀关闭的情况下，泵连续运转时间不得超过2min，以防磁力传动器过热而失效。

3.3 防止高温退磁

4 磁力泵故障情况概述

自从日产2500吨甲醇装置于2010年10月进行装置试车以来，预塔塔底甲醇泵J432A、精馏塔回流泵J433A等磁力泵多次出现主轴卡死、泵振动过大、泵体温度过高等现象。检修班组通过几次解体检查，泵的滑动轴承、轴套磨损坏或烧毁；隔离套严重刮伤；泵体内有铁屑等硬颗粒杂质。这几台泵故障情况如下图1、图2和图3所示。

图3 泵体内铁屑杂质

5 故障原因分析

（1）甲醇装置试车运行阶段，由于工艺过程温度变化、泵入口管线上储液罐液位改变、输送介质气相较多等，这些都能改变泵的有效汽蚀余量NPSHa从而导致汽蚀。汽蚀发生时，泵会剧烈振动，平衡严重破坏，将导致泵轴承、转子或叶轮损坏。汽蚀可以在极短时间内使滑动轴承严重损坏，故障后果如图1所示。

（2）在甲醇投产初期，管道内未清理干净的铁屑、焊渣等硬颗粒杂质比较多，预塔塔底甲醇泵J432A、精馏塔回流泵J433A等泵入口前都安装有T型过滤器，并且过滤器内安装有磁铁棒。在运行过程中，由于杂质造成滤网堵塞而冲洗不及时，介质流量达不到磁力泵所要求的最小安全流量，导致轴承或隔离套处的液体温度急剧上升而汽化，造成滑动轴承干摩擦，导致滑动轴承损坏、磁钢退磁等故障。故障后果如图1、图2所示。

（3）滤芯滤网本身破损或在拆除磁铁棒过程中划破滤网，铁磁杂质、颗粒进入轴承摩擦副内，造成轴承磨损；铁磁杂质被内磁缸吸附，使内磁缸与隔离套造成研磨、刮伤，从而产生故障。如图2和图3所示。

6 整改措施与改进方案

在装置试车初期，为了防止杂质进入泵腔体内，对精馏塔回流泵J433A等泵入口前的过滤器进行整改：一是把T型过滤器换成篮式过滤器，增大了通流面积，同时由于篮式过滤器的结构特点，滤芯滤网拆冲洗方便，磁铁棒拆装中不会划破滤网，避免滤网破损后颗粒杂质进入泵体内，造成轴承磨损坏事故；二是由于装置刚投入使用，硬杂质过多，过滤器采用80目的滤网代替了40目的滤网，确保细小硬颗粒不能进入泵体而损坏滑动轴承和隔离套。在后期实际运行中，根据输送介质干净与否，过滤器可采用了低目数的滤网降低滤网阻力同时也保证磁力泵正常运行。

6.2 改进方案

针对于磁力泵的设计特点，在日常运行中一般勿需维护，但是为保证其正常运转及安全工作，确保磁力泵的在最小流量下安全平稳运行。提出改进方案如下：在泵的出口管线增加回流管线。

磁力泵的冲洗润滑和冷却都是依靠输送介质本身来完成。对于容易在最小流量下运行的磁力泵，需确保满足泵的实际流量满足最小流量的要求。在泵的出口管线增加回流管线，直接从泵的出口管线回流到泵的入口管线。在装置开车阶段、工艺条件存在波动等情况下，可以打开回流管线的回流阀，确保泵在安全保护流量区内运行。在日常运行中，视情况而定是否需要打开/关闭回流阀进行回流。增加回流管线的方法在很多石油化工装置中得到验证，通过增加回流管线后，泵的滑动轴承使用寿命明显提高。

7 结论与建议

通过对磁力泵入口过滤器合滤网的整改，预塔塔底甲醇泵J432A、精馏塔回流泵J433A等磁力泵装置试车投入使用后，运行状况一直保持良好，避免了磁力泵故障停车，为装置的长周期运行提供了保证。建议在大修期间或是装置停车整改时，可在泵的出口管线增加回流管线，这有利于提高磁力泵轴承使用寿命，确保磁力泵的正常运行，为甲醇装置安全、平稳、长周期的运行打下基础。

参考文献

[1] 圣达因HMD无泄漏磁力驱动泵产品介绍样本及安装维护手册[Z]

作者简介

曾仁强 （1982-）男，广西北海人，中海石油化学股份有限公司，本科学历，机械工程及自动化专业。