隔膜加药泵不打压故障分析处理

杨 林

（中国石油宁夏石化公司，宁夏银川 750026）

某新建大型化肥生产装置，其产生动力蒸汽的锅炉水质主要通过磷酸盐加药泵进行控制，共四台泵，位号为P8004A/B/C/D，分别向开工锅炉、转化汽包、合成汽包输送磷酸三钠，正常生产中三开一备。在装置试生产运行过程中，P8004A/B/D三台加药泵均发生不同故障，具体表现在泵不打压，不能正常运行。对锅炉水质的控制产生了影响，造成水质超标，严重影响装置试生产运行。

1 隔膜加药泵结构及参数

隔膜加药泵主要由曲轴箱组件、冲程调节机构、泵头、补油室、辅助系统、控制系统组成，结构示意图（见图1）。电机经联轴器带动蜗杆并通过蜗轮减速，使N型曲轴和偏心轮作回转运动，由偏心轮带动柱塞作往复运动。冲程长度则通过N型轴的上下移动来改变偏心轮的偏心度，从而在0%～100%范围内调节流量。泵头部分柱塞周期性的往复移动，使位移室体积发生改变，通过液压油的传递使隔膜产生与柱塞往复移动相对应的弹性变形。当向里变形时，泵腔内形成真空，排出阀关闭，吸入阀打开，吸入液体；当向外变形时，吸入阀关闭，排出阀打开，排出液体。在泵的往复运动中形成连续、有压力、定量的液体排放。

该化肥装置磷酸盐加药泵型号为：MBH071-8MPFMDM4SEST11C522，介质为：1%～5%磷酸盐，介质密度为：1 010 kg/m3～1 050 kg/m3，流量为：0.4 L/h～20 L/h，出口压力为：15.5 MPa（G）。

图1 隔膜加药泵结构示意图

2 主要故障及原因分析[1]

经过对三台故障泵的拆检发现，其故障问题主要表现在以下几个方面。

2.1 隔膜穿孔

在检修P8004A时，现场打开油箱发现液压油有乳化现场，初步判断为隔膜破裂进水所致。拆开泵头发现隔膜有击穿现象（见图2），其击穿孔洞的分布状态正好与液压油的喷射口一一对应，判断其击穿原因为液压油油压过高并长时间运行，隔膜在长期承受高压状态下被击穿。而造成压力油油压过高的主要原因经检查发现，其液压油系统安全阀调节螺母调整过紧，造成液压油工作压力过高。

图2 被击穿损坏的隔膜

2.2 液压油滤网堵塞

在检修P8004B时，发现其液压油系统管路过滤器较脏，存在堵塞现象。一旦过滤器发生堵塞，液压油补油将无法及时到达泵头液压油端，推动隔膜对输送介质做功。

2.3 液压油自动补油阀故障

在检修P8004D时，发现其液压油系统管路补油阀卡涩，无法及时打开，造成液压油系统供油不足，液压油无法通过隔膜对输送介质做功。

2.4 进出口单向阀泄漏

在隔膜加药泵拆检过程中，还发现泵体进出口管线单向阀存在泄漏情况。如进口单向阀泄漏，则会造成介质通过进口单向阀倒流，加药泵不能有效吸入液体，如出口单向阀泄漏，则会造成介质通过出口单向阀倒流，加药泵不能有效排出液体介质。

2.5 出口管路设计不合理

经现场检查隔膜加药泵出口管路，在靠近汽包处安装单向阀。这样使得从加药泵出口至用户汽包长达上百米的管线处于空液无压状态，致使在加药泵启动后，泵出口压力在较长时间内起不来，容易误导操作人员作出错误判断，从而进行各种无效的调整操作。

2.6 操作不当

在对操作人员的操作记录和现场操作检查中发现，操作人员在加药泵初次起动过程中，未打开泵头输送介质端导淋进行排气操作，造成泵体输送介质端内部有气体存在，无法打压。

3 处理措施[2]

针对拆检泵体发现的不同故障，分别采取了相应的处理措施。

3.1 调整液压油系统安全阀起跳压力，更换损坏隔膜

针对加药泵液压油油压过高造成隔膜击穿损坏故障，对压力油系统安全阀进行调整，通过调整安全阀上部调节螺母将起跳压力调小。对击穿损坏隔膜进行了更换，因隔膜击穿而导致进水的液压油箱和液压油管路系统进行了彻底置换清理，重新加入液压油。

3.2 清理堵塞过滤器

将液压油系统管路过滤器取出后，用氮气反吹进行清理干净后回装。并对班组日常加油过程中是否严格执行三级过滤制度进行监督检查，确保加油过程中不产生杂质；检查油箱盖板和油气帽是否密封严密，确保无杂质进入油箱。

3.3 更换液压油系统补油阀

对检查出有问题的液压油系统补油阀进行整体更换。

3.4 更换进出口单向阀

对加药泵进出口管线存在泄漏的单向阀阀球和阀座进行更换。

3.5 改进操作规程

针对出口管路空液造成长时间无法建立有效压力的情况，计算其充液需要时间。查阅加药系统相关资料，隔膜加药泵出口管线内径为15 mm，长度约为50 m，加药泵在最大冲程状态下流量为20 L/h，其管线内部充满介质液体所需时间为：

式中：t-加药泵出口管线充满介质液体所需时间，h；π-3.14；D-加药泵出口管线内径，m；L-加药泵出口管线长度，m；Q-加药泵在最大冲程状态下流量，L/h。

将查阅出的数据代入式（1）可计算得出t=0.44 h，约为26 min。根据计算所得加药泵出口管路充液时间改进操作规程，将初次启泵后到出口建立有效压力的时间调整为30 min；同时规定在初次启泵时，必须打开泵体导淋进行排气操作。

4 总结

经过采取以上措施后，磷酸盐加药泵在检修后的运行过程中，未再发生过同类型故障，保证了设备的稳定运行。也说明做好隔膜加药泵的日常维护保养工作，严格按照加药泵操作规程进行操作，同时按照隔膜加药泵易损件更换周期对其定期更换，就能够保证隔膜加药泵的长周期运行。

能源渐入可再生时代

9月2日由环球网、中国社会科学院研究生院国际能源安全研究中心、中诚信研究院主办，的新地缘政治因素下的中国油气供给安全暨《世界能源蓝皮书：世界能源发展报告（2018）》发布会在京举行。报告认为，全球能源正在向高效、清洁、多元化加速转型推进，能源供需格局正进入深刻调整的阶段，世界各国对可再生能源的发展集中在太阳能、风能及生物质能方面，旨在加快能源转型进程、提高能源安全及减少对化石能源的依赖。

报告的主编，中国社会科学院研究生院院长、国际能源安全研究中心主任黄晓勇教授认为，世界各国向清洁能源及可再生能源积极转型的信号主要体现在能源政策的积极转型、发电成本的不断下降、能源投资重心向绿色清洁化能源转移、产业结构和能源消费结构进一步优化及人工智能在可再生能源领域的开发应用等。全球主要国家不约而同地加快了低碳化乃至“去碳化”能源体系的发展步伐。欧美发达国家先后提出了明确的能源转型计划、转型目标及推进措施，这是新科技革命、气候变化及绿色低碳背景下国际能源体系发生深刻变化的重要先导信号。IRENA（国际可再生能源署）数据显示，未来两年可再生能源发电成本将会与化石燃料发电几近持平，这是世界能源发展进入新时代的重要信号。全球能源转型提速使得可再生能源的长期前景更加确定、投资风险降低、投资规模连续7年超过2 000亿美元。目前风力和光伏发电是可再生能源投资的主要领域，投资区域重心也逐渐东移以中国、印度、巴西为代表的新兴经济体对清洁能源的投资年均增长率近52.4%。

产业结构和能源消费结构的进一步优化调整也将起到一定的推动作用。同时，新工业革命的爆发人工智能技术成为电网发展的必然选择，也成为能源电力转型的重要战略支撑。可再生能源发展潜力巨大，我国可再生能源发展前景也十分乐观，将成为未来的重要突破点。

（摘自中国石油报第7173期）