于珍（蘭州石化三葉公司，甘肅蘭州730060）

降低管道泵冷卻水消耗

于珍（蘭州石化三葉公司，甘肅蘭州730060）

本文針對鋁溶膠裝置管道泵使用過程中外置冷卻水冷卻效果差、用水量大、冬季生產(chǎn)冷卻水飛濺造成地面結(jié)冰等現(xiàn)狀進行研究，提出了改進方案，并于2014年4月應(yīng)用于實踐，有效解決了上述問題。

管道泵；結(jié)構(gòu)改造；冷卻水；節(jié)約

前言

鋁溶膠生產(chǎn)原理為鹽酸與鋁片反應(yīng)，生成H2與鋁溶膠，主要設(shè)備為夾套反應(yīng)釜、冷凝器及循環(huán)泵。其中，循環(huán)泵選擇了結(jié)構(gòu)簡單，易于維修，采購成本較低的玻璃鋼管道泵，由于生產(chǎn)鋁溶膠90%以上的時間反應(yīng)溫度都保持在90℃以上，且鋁溶膠粘度較大，為此給管道泵增加了外置冷卻水，對機泵動靜環(huán)密封面進行冷卻，以保證機泵長周期運轉(zhuǎn)。但在近年運行過程中發(fā)現(xiàn)：⑴外置冷卻水用水量較大，造成了很大的能源損耗；⑵大部分冷卻水飛濺到周邊地面，不但影響了裝置現(xiàn)場規(guī)格化，還給冬季生產(chǎn)造成了安全隱患。為了解決以上問題，需對裝置機泵結(jié)構(gòu)進行改進。

一、技術(shù)思路及方案實施

技術(shù)思路

我們從管道泵結(jié)構(gòu)及機械密封的工作原理出發(fā)，計劃給管道泵設(shè)計安裝一套儲水盒，將被甩出的冷卻水進行匯聚回流到動靜環(huán)處，既減少了冷卻水用量又提高了冷卻效果。參照裝置帶密封水盒的臥式泵運行情況，預(yù)計可節(jié)約60%-70%冷卻水量。

方案實施

1.首先對管道泵結(jié)構(gòu)進行分析

圖1 管道泵密封部位構(gòu)造圖

如上圖所示，管道泵需冷卻水冷卻的部位為機械密封處，管道泵機械密封動環(huán)安裝在泵軸上，在工作時和軸一起轉(zhuǎn)動，機械密封靜環(huán)由泵蓋和密封壓蓋固定在泵體上，動靜環(huán)相互配合起到密封作用，防止泵殼內(nèi)液體的泄漏。在機泵運行時，由于動環(huán)和靜環(huán)的接觸面相互摩擦產(chǎn)生熱量，同時熱量的傳遞使得密封組件快速升溫，當溫度升高到一定程度，如果沒有降溫措施，動環(huán)和靜環(huán)將由于其材料耐熱程度的限制而變形、磨損，導(dǎo)致機泵泄漏，達不到密封的目的。

2.管道泵儲水盒的設(shè)計

如上文所述，根據(jù)管道泵整體結(jié)構(gòu)及各部位具體安裝尺寸，對管道泵儲水盒進行了理論設(shè)計，設(shè)計圖如下：

圖2 儲水盒及蓋子設(shè)計圖

3.管道泵儲水盒的加工及安裝

（1）儲水盒加工

a.儲水盒尺寸：如前文圖2所示

b.儲水盒材質(zhì)：考慮到儲水盒的防銹性能，主體材質(zhì)選擇不銹鋼；考慮到儲水盒便于觀察內(nèi)部水位，上蓋材料選擇有機玻璃。3月底，依據(jù)上述要求，外協(xié)加工了1套儲水盒。

（2）儲水盒的安裝及試運行

儲水盒加工完成后，于4月8日將其安裝在泵-2上，進行試運行。試運行期間，經(jīng)過觀察，該儲水盒的優(yōu)缺點如下：

優(yōu)點：⑴將冷卻水進行匯集、存儲，提高冷卻水利用率；⑵對進水口進行密封，減少冷卻水流失；⑶卻水出水定點排出，避免冷卻水亂排亂放，規(guī)范了現(xiàn)場管理，減少了冬季生產(chǎn)安全隱患；⑷冷卻水在靜環(huán)壓蓋處匯集，對機封動靜環(huán)接觸面充分冷卻，冷卻點準確，提高了冷卻效果。

缺點：⑴儲水盒上蓋材質(zhì)為有機玻璃，較輕，冷卻水量稍大時極易被離心力較大的冷卻水沖開，起不到擋水的作用；⑵儲水盒上蓋尺寸偏寬，不易于散熱。

4.儲水盒上蓋調(diào)整

根據(jù)泵-2儲水盒試運行情況，對儲水盒上蓋材質(zhì)及尺寸進行了調(diào)整：材質(zhì)由有機玻璃調(diào)整為不銹鋼，寬度由22減小為11。并依據(jù)調(diào)整后的尺寸外協(xié)加工了10套儲水盒。

5.具體安裝及試運行情況

4月底，10套儲水盒制作完成后，陸續(xù)對泵-2、泵-3、泵-4、泵-14、泵-16、泵-17進行了改造、安裝，截至目前，上述6臺機泵運行平穩(wěn)正常。

二、實施效果及效果評估

加工完成的儲水盒，于4月底至10月底，陸續(xù)在裝置管道泵上進行了安裝，截至目前管道泵運行平穩(wěn)正常。

車間對改造前后的管道泵（泵-12、泵-14）冷卻水排放量進行了統(tǒng)計、比較，數(shù)據(jù)如下表所示。

表-1 管道泵改造前后冷卻水排放量統(tǒng)計表

根據(jù)表-1管道泵改造前后冷卻水排放量統(tǒng)計，可以核算出11臺管道泵改造完成后每年的節(jié)水量：

裝置8具反應(yīng)釜生產(chǎn)，有8臺管道泵24小時長周期運轉(zhuǎn)，改造完成后，8臺管道泵每年可節(jié)水：

（85.1m l/s-21.25m l/s）×86400S×365天×8臺=16108.59立方

每噸水的價格為6.44元，排污費為3.59元/噸，故每年可節(jié)約費用：

16108.59噸×（6.44+3.59）元/噸=161569.16元

即：改造后的管道泵，每年可節(jié)約水費16.16萬元

三、結(jié)語

本次管道泵結(jié)構(gòu)的改進是針對管道泵使用過程中外置冷卻水冷卻效果差、用水量大、冬季生產(chǎn)冷卻水飛濺造成地面結(jié)冰等現(xiàn)狀而進行的改進。改進后管道泵的實際運行情況表明，經(jīng)過此次改進極大地降低了管道泵冷卻水消耗，提高了冷卻效果，改善了設(shè)備現(xiàn)場規(guī)格化管理，達到了預(yù)期的效果。