逆向循环型液氨屏蔽泵故障原因分析及解决措施

宋琦 成高伟 郭向宁 乔旭英

摘 要：屏蔽泵是化工生产行业的常用设备，由于密封性强，主要用在有毒有害物质的运输上。本文首先介绍了屏蔽泵的结构原理和性能特点，然后指出河南晋煤天庆煤化工有限责任公司液氨屏蔽泵的使用现状，最后总结了常见运行故障、原因，以及优化运行措施，以供参考。

关键词：逆循环屏蔽泵;结构原理;故障分析;优化运行

1 屏蔽泵的结构原理和性能特点

1.1结构原理

屏蔽泵和离心泵的工作原理相似，不同之处在于电动机转子、叶轮在一根轴上固定，并使用屏蔽套将定子、转子隔开，最大的特点是可以实现完全封闭，无需传统的轴密封装置[1] 。其中，屏蔽套经密封焊接后，可确保转子铁芯、定子绕组不会遇到工作液体，而且轴承依靠输送介质实现润滑，减少维护保养工作量。

1.2性能特点

屏蔽泵的优点包括[2]：①不进行动密封就可实现不泄漏，可用来输送有毒有害、易燃易爆、强腐蚀性液体;②正常负压状态下，外界气体不会吸入泵内，满足真空运行条件;③电机、泵均封闭在压力容器中，可延长配件的使用寿命，降低维修成本;④在自润滑性能下，摩擦系数明显减小，且不需要冷却风扇，运行时几乎没有噪声;⑤结构设计精密，不仅体积小、重量轻，而且安装、拆卸方便。⑥带有轴承检测器，可检查轴承磨损，电机逆旋转、短路、缺相，进入固体异物等;电器信号系统的应用，可现场监视、远程监视、出现故障后及时报警并停车。

屏蔽泵的缺点包括：①使用滑动轴承，不适宜输送固体颗粒多、润滑性能差的液体;②相比于单端面密封离心泵，运行效率低;③在小流量状态下，不能长时间运行，容易损坏轴承;④单纯外部检查，难以发现轴承、转向的磨损情况;⑤电机绕组受输送液体的温度影响明显，且价格成本昂贵。

2河南晋煤天庆煤化工有限责任公司液氨屏蔽泵的应用现状

2.1屏蔽泵基本参数介绍

该屏蔽泵的规格型号是NW35H-612JBMW-100-80-200-8-F，逆向循环型立式多级泵，由大连环友屏蔽泵有限公司生产，设备参数如下：输液温度：≤110℃ ;入口管径为DN100，出口管径为DN80;介质特性是易汽化，爆炸极限为15.7%～27.4% ;流量Q：33 m3/h，扬程 H 为320m，汽蚀余量：15m;功率为55KW，比重为 0.617。防爆等级为 ExII CT4，防护等级为 IP66， 绝缘等级为H 级，设计压力为5.0MPa。材质为不锈钢，轴承采用超硬石墨，轴套、推力盘采用316+ 碳化钨。

2.2工艺条件

氨库设2个2000m?球罐，3台液氨送料泵，正常运行时2开1备，3台泵共用进、出口总管及排气总管，3#泵技改为变频控制。

2.3运行状况

自 2015 年  投产以来，运行较为稳定，大修周期为2年一次。自2019年后，随着泵体磨损老化，故障频繁，逐台返厂检修。在检修过程中，介质为99.9% 的液氨，对检修人员的安全造成严重威胁。同时，频繁的检修，导致无备用泵，为稳定生产带来极大隐患。

3 屏蔽泵常见运行故障及原因

屏蔽泵运行期间，常见故障有振动大、轴承炸裂、叶轮磨损、屏蔽套损坏等，分析其原因主要如下 ：

（1）杂质进入泵内。液氨球罐在压力容器检测时打磨内部焊缝，部分铁锈等小颗粒杂质进入泵入口过滤器，因过滤器滤网脱落导致杂质进入泵内，磨损轴承导致轴承损坏。

（2）排气不畅[3]。因3#泵为变频控制，且3台液氨泵共用排气管线，3#泵未满负荷时频率低，出口压力较其他两台泵低，导致3#液氨泵排气不畅，轴承润滑不充分，导致轴承磨损，影响泵使用寿命。

（3）检修维护不当。泵在检修时，使用加热方式使轴承座膨胀，然后将轴承装入轴承座内，因加热不均匀导致轴承座冷却时易将轴承挤碎。此外，前期泵检修时只是简單更换轴承、轴套、推力盘，未对磨损叶轮、导叶进行更换，且转子未做整体动平衡，导致泵运行不稳定，振动在指标上限，影响泵使用寿命。

（4）断液。日常调整两球罐液位差，正常使用球罐进口及回流手动阀进行调整。因操作人员图省事，利用快速切断阀进行调整，误将球罐出口快速切断阀关闭，导致断液，轴承损坏，推力盘、叶轮、导叶磨损。

（5）启泵时冷泵、排气不充分。备用泵启动时，打开泵进口阀，微开泵出口阀及排气阀，将泵点动排气，因共用排气管线运行泵的气氨进入备用泵内，导致备用泵氨气排不尽，且多次点起因润滑不足，轴承磨损。

（6）启停频繁。在设备切换上，频率每月1 次。通过和大连环友公司进行沟通，得出的一致结论是 ：频繁启停屏蔽泵时，在启停瞬间内部零件受力不均匀，摩擦力明显增大，容易出现疲劳运转问题。此外，开、停车瞬间，会出现低流量操作情况。从屏蔽泵的运行特点来看，轴承的润滑冷却介质是输送液体，进出流量突然降低，可能导致轴承润滑冷却不足，因轴承温度升高造成损坏。

4优化运行措施

（1）定期检查清理泵入口过滤网[4]。泵在切换后，对备用泵入口过滤器进行拆检清理，观察滤网完好情况，确保滤网清洁完好，以此保证屏蔽泵安全运行。

（2）对泵排气管线优化技改。将泵排气管线改为单泵单管，避免3个泵排气管线串联，减轻在启泵过程中轴承磨损，3#变频泵可正常运行不受影响。

（3）规范操作工艺流程。第一，优化启泵步骤，增加冷泵步骤。启泵时打开泵进口阀进行灌泵，然后关闭进口阀，打开泵进口导淋阀将泵内液氨排至氨气回收洗涤塔，利用液氨减压蒸发降低泵体温度，然后按照正常启泵步骤进行操作，可以有效减少泵内气体。第二，制定完善的管理制度，为了避免屏蔽泵断液，禁止使用球罐出口阀门调整2个球罐液位差。

（4）改进机泵切换频率。考虑到频繁启停会影响屏蔽泵的稳定运行，应该对机泵切换频率进行改进，从以前每月1 次改为每季度1 次，可以减小零部件之间的摩擦力，延长泵体的使用寿命。此外， 制定科学的维修方法，缩短维修时间、降低维修成本。以超硬轴承安装为例，直接在常温下将超硬轴承用木锤敲击装入轴承座内 ，避免加热损坏轴承。建议每次检修时转子做整体动平衡后再回装[5]。

5结语

综上所述，屏蔽泵是化工生产企业常用的一种设备，相比于传统的离心泵具有诸多技术特点。文中以河南晋煤天庆煤化工有限责任公司液氨屏蔽泵为例，介绍了性能参数、运行优势、使用情况，指出常见的运行故障及原因，并阐述了优化运行措施，保证设备长周期安全稳定运行，希望这些经验能为业内带来一些参考和借鉴。

参考文献：

[1]常林.苯乙烯车间屏蔽泵故障分析及优化方案[J].设备管理与维修，2018，（20）：32-33.

[2]杨贵花.屏蔽泵异常振动原因分析与解决措施[J].机械，2019，46（5）：582，583，584.

[3]马庭红.屏蔽泵电流波动轴承损坏原因分析[J].设备管理与维修，2020，No1（上）：51-52.

[4]宁纯来.屏蔽泵的故障分析及维修.建筑工程技术与设计，2020.10：3752.

[5]李伟明，李宁，段志宏，等.屏蔽泵的振动原因分析及解决对策[J].机电工程技术，2020，49（07）：214—216.

作者简介：

宋琦（1989.10-），男，汉族，山西晋城人，本科，助理工程师，河南晋煤天庆煤化工有限责任公司，研究方向：设备管理。

（河南晋煤天庆煤化工有限责任公司，河南 沁阳 454592）