吸收甲醇送料泵超电流分析核算
2017-11-29乔豪杰
乔豪杰,宫 卿
(兖矿国泰化工有限公司 醋酸车间，山东 滕州 277527)
吸收甲醇送料泵超电流分析核算
乔豪杰,宫 卿
(兖矿国泰化工有限公司 醋酸车间，山东 滕州 277527)
某公司吸收甲醇送料泵在投用后，频繁出现超电流的情况，严重影响系统安全稳定运行。本文对泵超电流的原因进行分析，并通过核算，提出整改措施并进行实施，有效避免了高速泵电流过高。维护了系统安全稳定的运行。
吸收甲醇送料泵；高速泵；电流；叶轮
1 设备概况
吸收甲醇送料泵为甲醇羰基合成醋酸工艺吸收工段的重点设备。把在吸收工段吸收过碘甲烷的甲醇送回反应釜。该泵为某公司在2007年采购的旧的美国胜达因公司生产的LMV312Z型高速泵，2014年安装投入运行。
其泵的具体参数见表1。
表1 泵参数数据表
泵齿轮箱的具体参数见表2。
表2 电机参数数据表
2 现状调查
吸收甲醇送料泵车间在2014年4月组装完毕，安装后运行正常，其电机电流在82A-85A左右，输出流量在11～12m3/h。随着泵的运行，其效能逐渐下降，电流逐渐提高， 吸收甲醇送料泵的用电量在2016年1月份至3月份之间缓慢升高，均超过电机的额定电流。并且在3月29日电流达到93A，导致泵超电流跳车。
吸收甲醇进料泵长期在接近甚至超过额定功率下运行，会使得电机定子线圈温度升高，造成电机的使用寿命降低。频繁跳车也影响醋酸装置“安、稳、长、满、优”运行 。
3 原因分析
3.1 密度变化
用密度计对输送介质取样用密度计进行检测，发现介质密度未出现明显波动。详见表3。
表3 密度测量结果
3.2 泵汽蚀
吸收甲醇送料泵因超电流跳车后拆卸发现，吸收甲醇送料泵和泵壳出现了汽蚀(见图1)，车间设备人员对其更换后，发现泵电流略有降低，II2501显示其值为85-87A左右，电流有下降，单幅度较小。经小组讨论，把泵汽蚀归不是造成吸收甲醇送料泵用电量电流过高的主要原因。
图1 汽蚀的泵盖
3.3 泵壳及泵盖材质不合要求
吸收甲醇送料泵泵壳及泵盖原为碳钢，在2014年开车不足1个月，其泵壳及泵盖出现严重腐蚀(详见图2、图3)，造成流道扩大，从而出现用电量急剧上升的情况，车间把对泵壳及泵盖材质升级到316L材质，升级后泵壳和泵盖未再腐蚀，满足泵的实际需求，因此泵壳及泵盖的材质是合适的。
图2 原碳钢泵壳
图3 原碳钢泵盖
3.4 叶轮直径较大
吸收甲醇送料泵叶轮测量其直径为115mm，输出轴转速为14150RPM。在高速轴转速恒定的条件下，其叶轮直径的大小直接影响到输出液体的速度，影响泵的扬程。根据泵的铭牌，吸收甲醇送料泵扬程为452.05m，但实际上吸收甲醇送料泵运行时，其出口压力达到4.8MPa，远超其规定扬程。根据泵功率与流量扬程之间的关系，可以得出如果扬程过高，会造成泵功率增大，导致泵电流过高。因此叶轮直径过大为要因。
4 数据核算
测量拆卸下的吸收甲醇送料泵叶轮进行，发现其直径为115mm。同时查找运行记录，发现吸收甲醇送料泵的出口压力为4.8MPa。经过咨询工艺技术人员：吸收甲醇送料泵输送甲醇液体至反应釜，因此泵出口压力只要大于3.4MPa就能满足使用需求。
根据高速泵理论扬程计算公式1和叶轮端速计算公式2，对其扬程进行核算：
公式1 ：
公式2：
得其实际扬程为：
远超其铭牌上标示的扬程420.05m。
根据离心泵切割定律：
同时为了保证与其他高速泵的通用性，选用直径为110mm的叶轮，其扬程为719m，其功率将为原来的0.875倍。因此：根据1～6月份吸收甲醇送料泵电流最高达到93A计算，改造后最高电流为81.39A；流量为10.52～11.48m3/h之间，出口压力4.6MPa左右。满足泵实际需求。
5 对策实施
根据实际工艺需求，需要把吸收甲醇送料泵的叶轮直径由115mm缩小至110mm。
吸收甲醇送料泵叶轮为开式叶轮，在加工前需制作叶轮假轴加工及叶轮固定螺栓，以固定叶轮。本次加工选用旧高速泵高速轴做假轴，然后加工诱导轮单头螺钉作叶轮固定螺栓，然后对叶轮进行加工(见图4)。加工前后叶轮对比见图5。
图4 对叶轮进行固定图示
图5 未加工和加工后的叶轮
图6 DCS数据截图
从控制室截取DCS数据数据见图6，可以看出吸收甲醇送料泵的电流最高为81.5A，电流平均值80.8A左右，达到了预期目的。
6 结论
对吸收甲醇送料泵叶轮进行加工，有效降低了泵的电流，避免了吸收甲醇送料泵因超电流而跳车，保证了系统的安全稳定生产，也保护了设备自身处于良好的工况，为下一步提质改造奠定了基础。
[1] 胜达因原装备件和服务部.美国胜达因公司单极高转速离心泵说明书[M].上海：美国胜达因公司上海代表处,2008:25.
[2] 江腊涛，许 砚，颜文军.离心泵叶轮切割定律的试验研究[J].水泵技术，2017(02)：27-30.
(本文文献格式：乔豪杰,宫卿.吸收甲醇送料泵超电流分析核算[J].山东化工，2017，46(20)：117-118，122.)
2017-08-26
乔豪杰(1981—)，河南襄城人，设备工程师，2005年毕业于重庆大学机械学院机械设计制造及其自动化专业，现在从事设备管理与控制。
TQ051.21
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1008-021X(2017)20-0117-02
