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1、第25卷第4期廣東石油化工學院學報V01．25No．42015年8月JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyAugust2015MTBE裝置旋渦泵的失效研究陳權(quán)(中國石油化工股份有限公司茂名分公司，廣東茂名525000)摘要：針對旋渦泵在MTBE(甲基叔丁基醚)裝置服役過程中的失效問題進行研究，分析其失效原因，并提出了應對措施，有效解決了旋渦泵在使用過程由于輸送介質(zhì)存在雜質(zhì)、泵汽蝕、泵入口與出口密封短路等問題引起的設(shè)備失效問題，可為設(shè)備管理人員開展設(shè)備
2、維護與管理提供有價值的研究數(shù)據(jù)。關(guān)鍵詞：旋渦泵；泵殼體；密封失效；介質(zhì)短路；過濾器中圖分類號：TH31文獻標識碼：A·文章編號：2095—2562(2015)04—0088—03旋渦泵具有流量小、壓力大、操作簡便、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便等的特性，是廣泛應用于石油化工行業(yè)中的小型裝置。但是，石化裝置中的旋渦泵服役中也易發(fā)生失效。本文以MTBE裝置旋渦泵為研究對象，通過解剖、分析等形式，研究旋渦泵的失效原因，并提出應對措施，為設(shè)備管理人員提供管理依據(jù)。1旋渦泵的工作原理及特點1．1旋渦泵的工作原理旋渦泵(也稱渦流泵)是一種葉
3、片泵。主要由葉輪和具有環(huán)形流道的泵殼組成。旋渦泵葉輪有開放式和閉式兩種，通常采用閉式葉輪n]。葉片由銑出葉輪的徑向凹槽制成，圓盤葉輪圓周上的葉片呈放射狀均勻排列。泵體和葉輪間形成環(huán)形流道，吸入口和排出口均在葉輪的外圓周處。吸入口與排出口之間有隔板，由此將吸入口和排出口隔離開。旋渦泵結(jié)轉(zhuǎn)向構(gòu)如圖1所不。圖1旋渦泵結(jié)構(gòu)示意圖灌泵后，泵體內(nèi)的液體分為兩部分，葉片問的液體和流道內(nèi)的液體。當原動機通過軸帶動旋渦泵內(nèi)的葉輪旋轉(zhuǎn)時，受到旋轉(zhuǎn)I十輪的離心力作用，葉片內(nèi)的液體受到的離心力大，而流道內(nèi)液體受到的離心力小，使液體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運
4、動，又由于液體跟著葉輪前進，使液體產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，這兩種旋轉(zhuǎn)運動合成的結(jié)果，就使液體產(chǎn)生與葉輪轉(zhuǎn)向相同的“縱向旋渦”。此縱向旋渦使流道中的液體多次返回葉輪內(nèi)，再度受到離心力作用，而每經(jīng)過一次離心力的作用，揚程就增加一次，因此，旋渦泵具有其他葉片泵不能達到的高揚程。最后液體由泵排出口排出。液體排出后，葉片間通道內(nèi)便形成局部真空，液體就不斷從吸人口進人葉輪，并重復上述運動過程。1．2旋渦泵的特點因液體在旋渦流道內(nèi)的沖擊損失較大，因此效率低，一般不超過45％，通常為36％～38％。它與同樣性能的離心泵相比，結(jié)構(gòu)也簡單，工作可
5、靠，具有自吸能力，但汽蝕性能較離心泵差?？奢斔秃瑲饬看笥?％的介質(zhì)，不適用于輸送粘度大于115MPa．S介質(zhì)(否則會使泵的揚程和效率大幅下降)和含固體顆粒的收稿日期：2015—07—09；修回日期：2015—07—20作者簡介：陳權(quán)(1969一)，男，廣東茂名人，工程師，主要從事石油化工設(shè)備管理工作。廣東石油化工學院學報2015年3)對泵進行重新選型。要求所選泵在額定點的必需汽蝕余量至少比裝置汽蝕余量少0．6m。2．3泵入口管線過濾器堵塞2．3．1失效原因分析由于介質(zhì)中含有腐蝕性的酸陛物質(zhì)，在對泵體產(chǎn)生腐蝕的同時，也
6、會腐蝕整個裝置設(shè)備，并產(chǎn)生大量的含鐵物微粒。微粒多，容易使泵入口管路的過濾網(wǎng)濾芯堵塞，造成泵抽空；另一方面，有許多固體雜質(zhì)沒有被過濾網(wǎng)濾除，雜物對泵殼及葉輪造成沖刷；此外，由于泵體輸送介質(zhì)流量小，泵正常生產(chǎn)時出口流量為2．5，h，也因流量過小，介質(zhì)中的雜物容易在葉輪腔內(nèi)粘附沉積，從而造成葉輪腔變小，導致泵流量減小。對介質(zhì)雜質(zhì)進行分析，發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)主要由氧化鐵物及細小微粒鐵屑組成，大部分具有被磁吸特性。原因是MTBE裝置使用的催化劑含有硫酸根及其它腐蝕物質(zhì)，對反應塔101及塔102的塔體、塔內(nèi)構(gòu)件、管線等碳鋼材質(zhì)產(chǎn)生腐蝕，
7、生成硫酸鐵及氧化鐵，而介質(zhì)對設(shè)備及管線壁的沖刷又產(chǎn)生出細小的鐵屑。2．3．2應對措施1)對過濾器重新選型。過濾器是除掉流體中固體雜質(zhì)的設(shè)備，用以保護主要設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)[4]。某石化企業(yè)MTBE裝置萃取水泵入口管線上原來設(shè)計安裝了Y過濾器。但在實際生產(chǎn)操作中，這種Y型過濾器未能有效地除掉流體中的固體雜質(zhì)。為此，我們設(shè)計了“磁網(wǎng)雙式過濾器”取代了原來的Y型式過濾器?！按啪W(wǎng)雙式過濾器”具有濾芯過濾及磁場吸附雙重作用，可對介質(zhì)中的雜質(zhì)進行全面的過濾、吸附、沉積，從而實現(xiàn)了凈化介質(zhì)的目的。通過2年多的投用運行，效果非常顯著。2
8、)對裝置設(shè)備及管線進行材質(zhì)升級。為降低設(shè)備及管線的腐蝕速率及減少介質(zhì)中雜質(zhì)，建議塔體材質(zhì)升級為304襯里復合鋼板，管線升級為304材質(zhì)。3結(jié)論(1)通過修復損壞密封面并增加密封墊，規(guī)范旋渦泵操作步驟的措施，解決了泵吸人口與排出口密封面失效問題。(2)調(diào)整介質(zhì)的溫度以避免汽蝕產(chǎn)生，或?qū)Ρ眠M行重新選型，可以有效減輕或避免介質(zhì)對泵內(nèi)件的腐蝕、汽蝕，保
