陳　輝, 郭　歌, 李　磊, 莊心生

(1.河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 , 河南 平頂山　467013 ； 2.河南省化工研究所有限責(zé)任公司 , 河南 鄭州　450052)

高揚程多級屏蔽泵在苯加氫生產(chǎn)系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳輝1, 郭歌2, 李磊2, 莊心生1

(1.河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 , 河南 平頂山467013 ； 2.河南省化工研究所有限責(zé)任公司 , 河南 鄭州450052)

摘要：針對進(jìn)口高速離心泵在苯加氫生產(chǎn)系統(tǒng)的苯移送過程中經(jīng)常出現(xiàn)的泄漏和耐壓低的實際問題,采用多級屏蔽泵雙端加裝串列葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計,將國產(chǎn)低揚程多級屏蔽泵單端多級葉片改為兩端對稱多級葉片設(shè)置,滿足了泵的高溫、高壓和高揚程的物料輸送要求；在泵殼外增加整體高壓護(hù)套,解決了各級葉片間靜密封點的泄漏和耐壓問題,使泵的無泄漏高揚程穩(wěn)定運行周期大幅度提高,實現(xiàn)了進(jìn)口裝備的國產(chǎn)化改造,取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：笨移送 ； 屏蔽泵 ； 多級葉片 ； 高揚程

0前言

河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司是國家為加快發(fā)展我國尼龍產(chǎn)業(yè),成套引進(jìn)國外技術(shù)裝備建設(shè)的大型現(xiàn)代化企業(yè),是國家“八五”、“九五”重點建設(shè)項目,其中環(huán)己醇裝置采用的是日本旭化成公司開發(fā)的代表20世紀(jì)90年代世界先進(jìn)水平的苯部分加氫生產(chǎn)工藝。苯加氫生產(chǎn)系統(tǒng)是整個環(huán)己醇裝置的重要生產(chǎn)工序,它的運行好壞直接影響到其它工藝的操作,關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量及裝置的長周期穩(wěn)定運行。苯加氫生產(chǎn)系統(tǒng)的主要設(shè)備苯移送泵,目前國內(nèi)同行業(yè)企業(yè)仍然采用進(jìn)口高速離心泵來輸送苯物料,由于苯具有易揮發(fā)、劇毒、易燃爆、易泄漏的特性,且要求高溫、高壓和高揚程的輸送,在高速離心泵軸密封處經(jīng)常會出現(xiàn)苯的泄漏,嚴(yán)重威脅整個系統(tǒng)的生產(chǎn)安全和苯移送泵的高揚程穩(wěn)定運行工況。

1技術(shù)要求

苯是簡單的芳香烴,分子式C6H6,常溫常壓為無色透明的液體,有強烈的特殊芳香氣味,不溶于水,能與乙醇、氯仿、乙醚、二硫化碳、四氯化碳、冰醋酸、丙酮、油等混溶,沸點80.1 ℃,相對密度0.876 5(20/4 ℃),燃點為562.22 ℃, 遇熱、明火易燃燒爆炸,苯蒸氣與空氣混合物的爆炸極限是1.4%～8.0%。該工段設(shè)計溫度45 ℃,壓力8.0 MPa。

技改要求：對苯加氫生產(chǎn)系統(tǒng)中的苯移送泵進(jìn)行國產(chǎn)化改造,替代昂貴的進(jìn)口高速離心泵,并在原系統(tǒng)裝置的基礎(chǔ)上,對苯移送泵進(jìn)行重新設(shè)計和選型,減少設(shè)備維修頻次,縮短維修時間,降低備品、備件的消耗率,實現(xiàn)核心設(shè)備的國產(chǎn)化更新?lián)Q代,使整套生產(chǎn)系統(tǒng)長周期穩(wěn)定運行周期≥1年。

2設(shè)計方案

原設(shè)計中的苯移送泵為了滿足高溫、高壓輸送要求,選用進(jìn)口高速離心泵,造價高且經(jīng)常出現(xiàn)軸密封處泄漏問題,造成維修頻次多,每季度1次,維修周期長、費用高,這是由于高速離心泵屬于恒壓泵,工作曲線在壓力定值時,揚程為水平直線,如果出現(xiàn)泄漏,泵的壓力降低,揚程會大幅減少,無法滿足高揚程的工藝要求；而國產(chǎn)屏蔽泵葉片為單端多級布置,屏蔽效果雖然較好,但揚程較低；本方案采用低揚程多級屏蔽泵兩端加裝串列葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計,將多級屏蔽泵單端多級改為雙端對稱多級葉片設(shè)置,減少了機械密封裝置,不會產(chǎn)生泄漏,由于多級屏蔽泵是增壓泵,多級串列葉片的結(jié)構(gòu),可以有效提升泵的壓力,符合無泄漏高揚程的物料輸送工藝條件；同時,在兩端泵殼分別增加整體高壓護(hù)套,克服了各級間靜密封的點泄漏和泵殼耐高壓缺陷,使泵無泄漏輸送揚程達(dá)數(shù)百米。

3設(shè)備圖解

圖1　進(jìn)口高速離心泵

圖2　單端多級屏蔽泵

圖3　雙端對稱多級屏蔽泵

圖1為進(jìn)口高速離心泵結(jié)構(gòu)圖,由于泵的高速運轉(zhuǎn),加之所輸送物料的高溫和高揚程所需的高壓力,使軸密封處經(jīng)常出現(xiàn)泄漏,造成苯物料的溢出,對安全生產(chǎn)和系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。

圖2為單端多級屏蔽泵結(jié)構(gòu)圖,該泵屏蔽效果雖然較好,但只有一端葉片為多級布置,造成泵的揚程偏低,不滿足高揚程的工藝要求。

圖3為改進(jìn)后的高揚程多級屏蔽泵結(jié)構(gòu)圖,將多級屏蔽泵單端多級改為雙端對稱多級葉片設(shè)置,大幅度提高了泵的揚程；同時減少了機械密封裝置,并在兩端泵殼分別增加了整體高壓護(hù)套,解決了各級間靜密封點泄漏和泵殼耐壓問題,保證了高揚程、高溫、無泄漏的苯移送工藝條件。

4實施效果及經(jīng)濟效益

本次技改資金投入400萬元,對苯加氫系統(tǒng)中的2臺苯移送泵進(jìn)行改造,將進(jìn)口高速離心泵用自主設(shè)計的雙端對稱多級葉片高揚程無泄漏屏蔽泵替代,裝置的安全穩(wěn)定運行周期≥1年,大大減少了設(shè)備維修頻次和維修停車時間,降低了備品、備件的消耗率,實現(xiàn)設(shè)備的國產(chǎn)化更新?lián)Q代。

進(jìn)口高速離心泵為330萬/臺,自主設(shè)計的雙端對稱多級葉片高揚程無泄漏屏蔽泵200萬元/臺,節(jié)約設(shè)備購置費用(330-200)×2=260萬元。維修頻次由原來的1次(3 d)/季度,降至1次(4 h)/a,按每次停車維修3 d計算,減少環(huán)己醇產(chǎn)量170 t/d(售價1萬元/t),經(jīng)濟效益為2 040 萬元/a。

5結(jié)束語

國產(chǎn)化改造后的苯移送泵達(dá)到長周期安全穩(wěn)定運行的技術(shù)要求,創(chuàng)本該系統(tǒng)歷史最佳運行周期,經(jīng)濟效益和社會效益顯著。采用自主設(shè)計的雙端對稱多級葉片高揚程無泄漏屏蔽泵,替代進(jìn)口高速離心泵,符合國家引進(jìn)—消化—吸收—再創(chuàng)新的大政方針,增強了企業(yè)自主創(chuàng)新能力,《高揚程多級屏蔽泵》已經(jīng)獲得了國家專利,初步估算產(chǎn)生的間接經(jīng)濟效益超過5 000萬元/a。鑒于雙端對稱多級葉片高揚程無泄漏屏蔽泵在引進(jìn)環(huán)己醇裝置的苯加氫系統(tǒng)中成功應(yīng)用,中國平煤神馬集團(tuán)籌建的重點建設(shè)項目中已將其定為國產(chǎn)化替代設(shè)備,同時也為國內(nèi)同行業(yè)在建的同類裝置提供支持。

?化工教育?

作者簡介：陳輝(1977-),男,高級技師,從事設(shè)備維修和技改工作,電話：13503415747；聯(lián)系人：莊心生(1975-),高級工程師,從事生產(chǎn)一線技術(shù)管理工作,電話：18537512345。

收稿日期：2015-04-06

中圖分類號：TQ031.4

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1003-3467(2015)07-0056-02