朱忠杰

(河南龍宇煤化工有限公司 河南永城 476600)

磁力泵在甲醇精餾中的應(yīng)用及優(yōu)化措施

朱忠杰

(河南龍宇煤化工有限公司 河南永城 476600)

磁力泵具有全密封、無泄漏、耐腐蝕的特點(diǎn)，可有效解決化工裝置跑、冒、滴、漏的問題。概述了甲醇精餾裝置的工藝流程和磁力泵的特點(diǎn)，針對磁力泵實(shí)際運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題，分析其原因并采取了相應(yīng)的優(yōu)化措施。改造后，消除了磁力泵頻繁損壞的問題，從而保證了甲醇生產(chǎn)裝置的長周期運(yùn)行。

甲醇；精餾；磁力泵；優(yōu)化措施

1 甲醇精餾工藝流程

河南龍宇煤化工有限公司500 kt/a甲醇項(xiàng)目于2008年建成投產(chǎn)，其中甲醇精餾裝置采用以規(guī)整填料為塔內(nèi)件的三塔精餾工藝，為了減少甲醇的損失，增設(shè)了1座塔以回收污水中的甲醇，故實(shí)際甲醇精餾為三加一塔流程。精餾用汽為低壓蒸汽，為了降低能耗，各塔再沸器蒸汽冷凝液的余熱用于預(yù)熱進(jìn)料粗甲醇。精餾塔采用的槽式液體分布器和槽盤式液體分布器具有較好的抗堵和防夾帶能力，整個(gè)甲醇精餾裝置具有壓降小、操作彈性大、分離效果好、甲醇產(chǎn)品質(zhì)量高以及能耗低的特點(diǎn)[1]。為了改善現(xiàn)場環(huán)境，提高環(huán)保效果，有效解決化工裝置跑、冒、滴、漏問題，甲醇精餾裝置采用工藝先進(jìn)、全密封、無泄漏、耐腐蝕的高性能磁力泵作為介質(zhì)輸送設(shè)備。三加一塔甲醇精餾工藝流程如圖1所示。

2 磁力泵

2.1 磁力泵概述

如圖2所示，磁力泵由泵體、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三大部分組成，關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。磁力泵屬于泵領(lǐng)域的一個(gè)分支，是一種將永磁聯(lián)軸的工作原理應(yīng)用于離心泵的新產(chǎn)品。磁力泵應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于電腦水冷系統(tǒng)、汽車?yán)鋮s循環(huán)系統(tǒng)、空調(diào)機(jī)、化工等領(lǐng)域。

2.2 工作原理

當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁場穿透空氣隙和非磁性物質(zhì)，帶動(dòng)與葉輪相連的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無接觸傳遞，將動(dòng)密封轉(zhuǎn)化為靜密封。由于泵軸、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子被泵體、隔離套完全封閉，徹底解決了化工裝置跑、冒、滴、漏問題，從而避免易燃、易爆、有毒、有害、異味介質(zhì)的泄漏，對改善現(xiàn)場環(huán)境效果明顯。

C1.預(yù)精餾塔 C2.加壓精餾塔 C3.常壓精餾塔 C4.回收塔 E1.預(yù)熱器 E3，E6，E7，E9.冷卻器E2，E4，E5，E8.再沸器 T1～T4.回流槽 P1～P7.磁力泵圖1 三加一塔甲醇精餾工藝流程

1.出口 2.葉輪 3，8.滑動(dòng)軸承 4，9.泵軸 5.隔離套6.內(nèi)磁缸 7.外磁缸 10.聯(lián)軸器 11.驅(qū)動(dòng)電機(jī) 12.機(jī)座圖2 磁力泵結(jié)構(gòu)簡圖

2.3 磁力泵的優(yōu)點(diǎn)

磁力泵通過磁力傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)力矩的無接觸傳

遞，從而以靜密封取代動(dòng)密封，使泵完全無泄漏。內(nèi)外轉(zhuǎn)子間可有較大的間隙，由于隔離套的壁厚較厚(采用非金屬隔離套時(shí)壁厚≤8 mm，采用金屬隔離套時(shí)壁厚≤5 mm)，隔離套被磨穿的可能性較小，隔離套與內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子的間隙亦較大。磁力泵運(yùn)行可靠，因軸封磨損造成的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套磨損的可能性很小。隔離套安裝、拆卸方便，可在現(xiàn)場更換。可采用材質(zhì)為碳化硅的軸承，耐磨性良好，使用壽命長。泵的轉(zhuǎn)速不受電機(jī)限制，維護(hù)保養(yǎng)方便、易操作、體積小、效率高、運(yùn)行噪聲小[2]。

3 磁力泵運(yùn)行中存在的問題

河南龍宇煤化工有限公司甲醇精餾裝置共選用磁力泵7臺(tái)，主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。

在甲醇精餾裝置的運(yùn)行過程中，磁力泵多次出現(xiàn)內(nèi)磁缸消磁、滑動(dòng)軸承碎裂、隔離套泄漏、泵

表1 磁力泵主要技術(shù)參數(shù)

代號(hào)名 稱型 號(hào)技術(shù)參數(shù)P1預(yù)精餾塔回流泵IMC100?65?200Q=110m3/h，H=55m，n=2970r/minP2加壓精餾塔進(jìn)料泵IMC125?80?315LQ=149m3/h，H=130m，n=2970r/minP3加壓精餾塔回流泵IMCA150?100?250LQ=230m3/h，H=80m，n=2970r/minP4常壓精餾塔回流泵IMCA150?100?250LQ=160m3/h，H=70m，n=2970r/minP5回收塔進(jìn)料泵IMC50?32?160Q=17m3/h，H=40m，n=2900r/minP6回收塔回流泵IMC50?32?200Q=10m3/h，H=54m，n=2900r/minP7廢水外送泵IMC50?32?200Q=20m3/h，H=50m，n=2900r/min

汽蝕等問題。

3.1 原因分析

(1) 由于開車初期甲醇精餾裝置負(fù)荷較低，回流量及進(jìn)料量均較小，所以泵在運(yùn)行時(shí)流量偏小，甚至長時(shí)間在低于最小流量的工況下運(yùn)行，泵內(nèi)件得不到有效的潤滑或冷卻而導(dǎo)致?lián)p壞。

(2) 開車初期，特別是長時(shí)間停車后再開車，由于系統(tǒng)保護(hù)不當(dāng)，導(dǎo)致裝置管線或設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)銹蝕，產(chǎn)生的鐵質(zhì)雜質(zhì)和顆粒雜質(zhì)較多，這些雜質(zhì)進(jìn)入磁力傳動(dòng)器和軸承摩擦副而導(dǎo)致泵損壞。

(3) 由于泵入口過濾器存在缺陷，鐵質(zhì)雜質(zhì)或顆粒雜質(zhì)未能有效過濾，同樣導(dǎo)致雜質(zhì)進(jìn)入磁力傳動(dòng)器和軸承摩擦副而導(dǎo)致泵損壞[3]。

(4) 開車初期系統(tǒng)較臟，泵入口過濾網(wǎng)極易堵塞，因未及時(shí)清理堵塞的過濾網(wǎng)，導(dǎo)致泵入口流量不足，產(chǎn)生汽蝕而導(dǎo)致泵損壞。

(5) P2的滑動(dòng)軸承易碎，通過分析確定該泵存在設(shè)計(jì)缺陷，即軸向推力不平衡，導(dǎo)致泵運(yùn)行期間軸向竄動(dòng)較大，軸承及泵葉輪口環(huán)易磨損。

3.2 改造措施

(1) 由于原始設(shè)計(jì)各泵均沒有回流管線，在運(yùn)行初期負(fù)荷較低時(shí)，泵的運(yùn)行均達(dá)不到額定最小流量，特別是P2和P4，因其設(shè)計(jì)流量大，極易損壞。為此，對額定流量在100 m3/h的P1，P2和P4進(jìn)行改造，在其出口增設(shè)回流管線，當(dāng)工況需要泵在低流量工況下運(yùn)行時(shí)，開啟回流閥門，從而保證泵的正常流量。

(2) 原泵入口過濾器為T型過濾器，僅有180 μm(80目)過濾網(wǎng)，只能單純過濾較大顆粒雜質(zhì)，對金屬類較小雜質(zhì)不能有效濾除。為此，在原T型過濾器中增設(shè)磁性棒，可有效去除金屬雜質(zhì)；將過濾絲網(wǎng)改為150 μm(100目)，從而避免雜質(zhì)進(jìn)入磁力傳動(dòng)器和軸承摩擦副而導(dǎo)致泵的損壞。

(3) 增加過濾網(wǎng)清理頻次，尤其是在開車初期的72 h內(nèi)，保證過濾網(wǎng)每隔8 h清理1次。加強(qiáng)泵的巡檢，發(fā)現(xiàn)出口壓力波動(dòng)時(shí)，及時(shí)切泵清理濾網(wǎng)，保證泵的穩(wěn)定運(yùn)行。

(4) 嚴(yán)禁介質(zhì)抽空，在泵出口閥關(guān)閉的情況下，泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不得超過2 min，以防磁力傳動(dòng)器過熱而失效。泵啟動(dòng)之前，對泵進(jìn)行盤車以檢查磁力泵轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活。啟動(dòng)前徹底灌泵，防止泵內(nèi)有氣體積聚。

(5) 對P2泵葉輪后側(cè)開3個(gè)Ф 4 mm對稱平衡孔以平衡軸向推力，通過實(shí)際運(yùn)行，效果明顯。

4 結(jié)語

通過改造設(shè)備、改進(jìn)工藝、調(diào)整泵運(yùn)行模式等一系列優(yōu)化措施的實(shí)施，最終消除了磁力泵頻繁損壞的問題，保證了泵的穩(wěn)定運(yùn)行，從而確保了甲醇生產(chǎn)裝置的長周期運(yùn)行，降低了運(yùn)行成本。

[1] 謝克昌，房鼎業(yè).甲醇工藝學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2010：85- 88.

[2] 尹明德.甲醇生產(chǎn)設(shè)備[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：55- 60.

[3] 姬忠禮，鄧志安，趙會(huì)軍.泵和壓縮機(jī)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2008.

UseofMagneticPumpinMethanolRectificationandOptimizationMeasures

ZHU Zhongjie

(Henan Longyu Coal Chemical Co., Ltd., Yongcheng 476600； China)

The magnetic pump has the characteristics of fully sealed, leak- free and corrosion- resistant, it can effectively solve leaking problems of chemical plants. The process flow of methanol rectification unit and the characteristics of magnetic pump are summarized. In connection with problems existing in actual operation of magnetic pump, the causes are analyzed and relevant optimization measures are taken. After the revamp, the trouble of frequent damage of magnetic pump is eliminated, and long period operation of the methanol production plant is ensured.

methanol; rectification; magnetic pump; optimization measures

朱忠杰(1985—)，男，技術(shù)員，主要從事甲醇、二甲醚、乙酸、離心壓縮機(jī)工序生產(chǎn)技術(shù)管理工作；345126395@qq.com

TH311

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1006- 7779(2017)05- 0051- 02

2017- 06- 28)