醇酮装置隔膜计量泵稳定运行研究

石奇峰 张启朋 吴帅

摘 要：对醇酮装置隔膜计量运行中实际存在的问题进行研究，从机械结构、工艺操作、物料特性等方面进行全面剖析，采取相应措施，实现隔膜计量泵稳定运行，减少装置非计划停车次数，为醇酮装置隔膜计量泵稳定运行提供有力参考。

关键词：醇酮;隔膜;计量泵;研究

1.概述

某石化公司某厂醇酮装置焦油排出泵P2307型式为隔膜计量泵，该泵主要技术参数见表1。该泵主要作用是将精馏塔D2303内的重组分焦油运往界区外的罐区焦油罐R2136中。使精馏塔D2303维持一定液位和压力。在醇酮装置实际运行中，经常出现焦油排出泵P2307上量不足导致生产波动，严重时造成装置停车。焦油排出泵P2307能否稳定运行已经成为制约装置长周期运行重要因素。

2.隔膜计量泵结构及工作原理

醇酮装置焦油排出泵P2307由电机、传动端、液力端三部分组成。传动端部件由蜗轮、蜗杆、曲柄连杆机构和行程调节机构组成，流量调节有两种方式，一是通过旋转调节手轮，使N形轴上下移动，使安装于曲轴上的偏心轮偏心量发生变化，从而改变膜片伸缩距离来达到改变流量的目的，二是调节电机变频使电机转速发生变化，冲程频率发生变化实现改变流量。液力端部件是由泵头、缸体、吸入阀组、排出阀组、柱塞、填料、隔膜、安全阀、补油阀等部件组成[1]。

3.隔膜计量泵不上量原因及措施

为探求醇酮装置焦油排出泵P2307泵不上量或上量不足原因，分别从泵的机械故障、工艺操作、物料特性三个方面进行了分析。

3.1 机械故障及解决措施

隔膜计量泵机械故障主要包括电机故障，传动部件故障及泵头液力腔故障三个部分。

a、电机故障可通過拆卸电机单试，查看电机及变频是否正常，如有异常，通知电气专业维修电机。

b、传动部件故障主要包括：

（1）蜗轮、蜗杆啮合齿面磨损。如蜗轮、蜗杆啮合齿面磨损严重，需对其进行更换。蜗轮、蜗杆组装应重新调整啮合位置，顶间间隙为0.2-0.3M（M为模数）;啮合接触面沿齿长不少于65%，沿齿高不少于60%;蜗轮、蜗杆啮合的侧间隙为0.13-0.26mm;蜗轮、蜗杆中心距的极限偏差不超过0.09mm[2]。装配后蜗轮、蜗杆转动灵活自如，无任何卡塞现象。隔膜计量泵在运行过程中，如果排液冲程大于吸液冲程，泵产生的单脉冲负载会加剧蜗轮的磨损，因此机泵运行一段时间后必须检查蜗轮磨损情况，必要时可将蜗轮绕轴线方向旋转180°进行安装，可以延长蜗轮使用寿命。

（2）蜗轮与蜗杆支撑轴承磨损。如蜗轮与蜗杆支撑轴承磨损，需更换新轴承，拆装轴承需使用专用工具，严禁直接敲打，安装轴承时最好采用油浴法装配，油温控制在120℃以内，轴承装入轴颈后，内圈需紧贴轴肩，间隙小于0.05mm[3]。

（3）N形轴磨损。如N形轴断裂或磨损，需更换新N形轴，偏心块与N形轴两者的偏心角应一致，装配时应上下滑动，转动灵活，无卡塞现象。

c、泵头液力腔故障主要包括：

（1）进、出口单向阀阀球与阀座磨损。在隔膜泵运行过程中，可以通过听出、入口单向阀有规律的跳动声判断单向阀是否运行正常，如跳动声音断断续续，沉闷或者没有跳动声音可判断单向阀异常。P2307泵单向阀阀球材质为陶瓷，阀座材质为304不锈钢，在运行过程中由于阀球不断反复的冲击阀座，极容易造成阀座密封面变形，阀球磨损等情况，使阀球与阀座密封失效，造成机泵上量不足，需要定期更换阀球、阀座。醇酮装置P2307泵每3个月更换一次阀球、阀座。

（2）隔膜老化、开裂。P2307泵隔膜材质为四氟，隔膜在隔膜腔内往复挠曲变形，所以隔膜属于易损件之一，机泵运行过程中如果发现液力腔油位下降较快，泵流量不足，且没有发现外漏油的情况，可以判断隔膜损坏，隔膜一般工作寿命8000小时左右，但实际生产中，由于操作不当，工艺波动等因素，使隔膜连续受交变力的作用，大大降低了隔膜使用寿命。要求工艺操作时，避免大幅度调整，保证机泵进出口压力稳定，延长隔膜使用寿命。

（3）安全阀磨损、堵塞。安全阀使用一段时间后，密封面会出现磨损，造成密封不严，使压力过早释放，隔膜腔油压降低，造成上量不足，需及时处理安全阀密封面或者更换安全阀解决，安全阀重新安装需要对安全阀进行调试，通过转动安全阀调节螺母设定其开启压力;安全阀堵塞会使机泵憋压导致泵无法启动，需及时疏通安全阀，确保机泵正常启动。

（4）补油阀失效。机泵运行过程中，隔膜腔内液压油会有一定量的消耗，为保证泵流量稳定，补油阀需自动及时补加油以保证油腔内油量动态恒定。机泵长时间运行，补油阀阀杆与阀座密封面会出现磨损，导致密封不良，造成补油不及时及漏油现象，需处理补油阀密封面或者更换新补油阀解决，更换新补油阀需对补油阀进行调试，通过缓慢调节阀杆螺母使其处于恰当位置，避免补油过量或者补油不畅情况发生。

3.2 工艺操作原因及解决措施

在实际生产中P2307泵上量不足往往不是机械故障造成的，而是由于工艺操作原因。经过多年经验总结，工艺操作原因主要包括：

a、泵出、入口阀门开度是否正常。启动泵前应认真排查泵出入口阀门，确保阀门开度正常。

b、入口管路是否带气。该泵入口为负压系统，直接打开入口阀时物料不能将泵灌满，导致泵入口带气，使泵不上量，该机泵启动前需关闭入口阀，打开入口低排阀门用热水将泵入口灌满，泵上量后再切换为物料才能确保泵运行正常。

c、液压油系统是否正常。液压油系统直接影响泵运行，应重点关注，确保油系统液位正常，油质清洁，油号使用正确，该泵使用46#低温液压油，如油液位过低，会导致液压腔补油不及时造成上量不足，油质不好或油太黏会影响补油阀补油效果，同样造成泵上量不足。

d、出口储罐是否憋压。P2307泵出口储罐上方有呼吸阀，如呼吸阀阀前手阀未开启，会使储罐憋压，造成泵出口憋压，安全阀频繁起跳，导致P2307泵不上量，影响机泵使用寿命，启动泵前一定确保储罐呼吸阀畅通。

3.3 物料特性原因及解决措施

P2307泵输送介质为焦油，焦油呈黑色，具有黏度大的特点，温度低时流动性较差，极易堵塞管路，造成泵不上量。当焦油附着于出入口单向阀内时，会造成阀球动作迟缓，阀球无法彻底回落至阀座上，造成机泵上量不足或不上量。解决措施是机泵停运时，用热水对出入口管路及单向阀组冲洗干净，避免堵塞出入口管路及单向阀组，同时应定期清理泵入口过滤网，保证管路通畅。

总结：

影响醇酮装置隔膜计量泵稳定运行有多方面因素，当泵运行出现异常时，要从机械结构、工艺操作、物料性质等方面全方位考虑，并结合机泵实际运行情况及历史经验，方能快速、准确排查出故障原因，采取恰当的解决措施，实现隔膜计量泵稳定运行。

参考文献：

[1]沈庆根，郑水英.设备故障诊断[M].北京：化学工业出版社，2006

[2]刘海山，潘政广，袁浩.液压隔膜计量泵常见故障分析与日常维护[J].科技信息，2009

（中国石油辽阳石化分公司尼龙厂，辽宁 辽阳 111003）