塔石化尿素S N A M工艺甲铵泵特点及失效分析

宋书林 李臻 孙翔（西安石油大学机械工程学院,陕西 西安 710065）

中压甲铵泵在尿素生产SNAM工艺中的作用是将低压系统的甲铵液输送到中压系统，它的运行效果关系到尿素生产系统能否长期安全稳定的运行，因此该泵可称为尿素装置中的龙头机泵。

1 中压甲铵泵的技术难点

中压甲铵泵输送的液体为氨基甲酸铵的水溶液，该液体密度为980 kg/m3，粘度为2.7 cst，正常操作温度为35.6℃，最大温度为39.8℃，该泵设计存在以下技术难点：

1.1 高可靠性

该泵可靠性的高低直接影响到生产的周期及尿素生产的经济效益，因此保证其在一定工况范围内平稳可靠的运行是该泵设计制造的关键。

1.2 性能优良

泵的效率需要满足工况要求，关键部件例如叶轮、导叶等压力变化应平稳，避免骤变的出现，并且应该具有良好的抗汽蚀性能。

1.3 腐蚀性强

甲铵溶液对金属材料产生很强的腐蚀性，同时由于泵体承受较高的压力，易产生腐蚀和疲劳，因此泵体材料应该具有优良的机械性能和耐腐蚀性能；

2 塔石化RON型中压甲铵泵特点

塔里木石化公司尿素生产车间用的中压甲铵泵是国外引进的，由世界顶级造泵大亨德国鲁尔生产制造，它是国内单套效率最高的中压甲铵泵。该泵的设计制造完全按照API610进行设计，机械密封按照API682进行设计。

2.1 RON型中压甲铵泵结构特点

RON泵为卧式两级单吸大型离心泵，入口喷嘴和出口喷嘴采用顶-顶偏移布置。泵的涡形泵壳为径向拼合式，因此，无需将泵壳与底座或管道分离即可将转子拉出涡形泵壳；泵壳和转子配有可换叶轮和泵壳耐磨环；扩散器减小了第一片叶轮后的径向力；放空口和疏水管焊接后通过法兰连接在泵壳上；同时，单吸入径向叶轮相对布置以减小轴向力；泵转子的径向力和轴向力由滚珠轴承吸收；用油润滑轴承箱中的滚珠轴承（驱动侧为径向滚珠轴承，从动侧为向心推力滚珠轴承）；用符合API 682要求的旋转机械密封来密封轴。

2.2 RON型中压甲铵泵存在的问题

由于该泵是在特定工况参数下设计的，因此泵在工艺参数变化情况下的抗老化性特别差，一旦脱离正常工况运转，将出现效率迅速下降、泵轴振动严重甚至无法正常运转。因此，该泵频现故障，主要表现在转动部件发生叶轮变形、瓢偏开裂报废、轴弯曲；静止部件轴承座内孔变形、隔板磨损、泵壳、壳盖止口处磨损，各静止部件的中心很难调成一条线。泵容易出现振动严重，轴承温度高，易损坏等问题。

3 中压甲铵泵的失效分析

3.1 中压甲铵泵故障统计

塔石化自开车以来，由于机泵本身引起的故障占总故障的36%，操作不当引起的事故占总事故的23%，因该机泵事故因素占尿素生产停产事故的48%。因此，解决该泵的故障问题是提高塔石化尿素生产效率的必须途径。

3.2 中压甲铵泵的失效分析

导致中压甲铵泵事故的原因很多，下面就所统计的中压甲铵泵的故障原因进行简略分析。

3.2.1 泵无法启动，出口无压力，无法工作可能是由于电机不工作、转速太低、转子卡死、转向错误、泵内未充满液体、吸入阀门或管路堵塞、底阀堵塞或已经损坏、叶轮流道堵塞；

3.2.2 启动后，出口压力不足，可能是由于入口管路未充满水、工作介质带有大量气体；

3.2.3 泵的流量低、扬程低、效率低可能是由于进出口阀门未完全打开、进口处过滤器堵塞、最小流量阀门损坏或旁路孔板磨损、泵的内部、管路中等有水垢等杂质、叶轮流道堵塞、泵内部有磨损；

3.2.4 泵振动、噪音超标主要是由于联轴器对中不好、联轴器有磨损、入口阀门未完全打开、入口过滤器堵塞、泵在汽蚀状态下运转、管路应力大，管口载荷超标、基础不稳固，灌浆不到位、叶轮磨损或口环磨损或流道堵塞、轴承损坏、转子不平稳引发的振动、轴弯曲；

3.2.5 机封温度高、泄露大，主要是由于密封冲洗不足或无冲洗、密封干运行、冲洗和排气不正确、孔板尺寸有误或已磨损、固定沉淀、黏住密封环或者弹簧、轴封处有液体汽化、密封液不合适、密封环、辅助O型圈或弹簧损坏、动静环材料不合适、轴弯曲、机封初始安装不到位；

3.2.6 轴承处温度过高，轴承寿命短，主要是由于泵不在工作点处运行、轴承承受的力过大、联轴器对中不好、轴承箱体中的润滑油过多、油位过高或过低、润滑油型号选择不好。

上述故障原因造成中压甲铵泵叶轮变形、瓢偏开裂报废、轴弯曲、轴承座内孔变形、隔板磨损、泵壳、壳盖止口处磨损，各静止部件的中心很难调成一条线，影响泵的正常工作。

4 结语

本文以尿素生产中应用的中压甲铵泵为研究对象。通过对进口中压甲铵泵的理论研究和现场调研分析，针对性的实施失效分析，为企业提供甲铵泵故障处理措施。

[1]王斌.离心式高压甲铵泵长周期运行总结[J].河南化工，2012,29(9):40-42.

[2]白松仁,周国强,别锋锋.往复式柱塞泵的故障诊断[J].油气田地面工程，2011,30(2):63-64.