李威

（巴陵石化公司煉油事業(yè)部)

苯乙烯裝置磁力泵運行故障分析及預防措施

李威*

（巴陵石化公司煉油事業(yè)部)

對某苯乙烯裝置磁力泵運行過程中的典型故障進行了分析，并對磁力泵的運行維護和降低磁力泵故障率提出了相應的措施，從而有效地提高了裝置運行的穩(wěn)定性和經濟性。

磁力泵 磁力傳動器 苯乙烯 故障 預防措施

0 引言

苯乙烯裝置的主要任務是以乙苯為原料，經脫氫反應、順序分離之后產出苯乙烯，同時還有苯、甲苯、焦油等副產品。由于裝置大部分物料皆為有毒有害物質，因此設備設計選型時選用了磁力泵來輸送這些物料。

磁力泵主要由泵、磁力傳動器、電動機三部分組成（見圖1）。關鍵部件磁力傳動器由外磁缸、內磁缸及不導磁的隔離罩組成。當電動機帶動外磁缸旋轉時，磁場穿透空氣隙和非磁性物質，帶動與葉輪相連的內磁缸作同步旋轉，實現(xiàn)動力的無接觸傳遞，將動密封轉化為靜密封。由于泵軸、內磁缸被泵體、隔離罩完全封閉，從而徹底解決了“跑、冒、滴、漏”問題，消除了煉油化工行業(yè)易燃、易爆、有毒、有害介質通過泵密封泄漏的安全隱患。

但在裝置日常運行過程中，由于工況變化、操作異常、檢修安裝等原因，磁力泵容易發(fā)生故障而損壞。本文對某苯乙烯裝置磁力泵運行過程中的典型故障進行了分析，并對磁力泵的運行維護和降低磁力泵故障率提出了相應的措施，從而有效地提高了裝置運行的穩(wěn)定性和經濟性。

圖1 磁力泵結構

1 磁力泵運行典型故障分析

1.1 某12萬t/a苯乙烯裝置故障磁力泵情況介紹某苯乙烯裝置自2011年中交以來，共有5臺(次)磁力泵發(fā)生故障。這5臺磁力泵的具體情況如表1所示。

表1 某裝置故障磁力泵情況

表1所列故障磁力泵數量占該裝置磁力泵總數的14.3%，而該裝置磁力泵總數又占裝置機泵總數的37.6%。因此，如何保證這類型機泵的安穩(wěn)運行，是一個事關裝置長周期安穩(wěn)運行的重要問題。

1.2 典型故障分析

苯乙烯裝置磁力泵故障的特征多與其工藝特性有關。因為裝置大部分物料多含苯乙烯，易形成聚合物堵塞泵入口過濾網，給泵的運行帶來極大隱患。另外，泵的操作不正確、組裝檢修不當，也會造成泵故障。表2是該裝置自2011年中交至今所發(fā)生的磁力泵典型故障情況一覽。

由表2可以看出，苯乙烯裝置磁力泵故障的類型主要是下述三大類：

（1）制造質量原因導致的故障。

（2）操作原因導致的故障。

（3）系統(tǒng)原因導致的故障。

其中制造質量原因和操作原因是導致故障的主要因素，均占故障總數比重的40%。因此，采取積極有效的措施預防上述這三類故障，顯得尤為必要。

2 磁力泵典型故障的預防措施

2.1 基于制造質量原因故障的預防措施

從設備全壽命周期管理的角度來看，50%的工作在設備設計、選型、制造、購置、安裝階段，而在這50%的工作中，制造是非常重要的一項工作，它決定了設備的初始性能。在設備安裝到現(xiàn)場之前，可以通過出廠試驗對其進行檢查，將問題消除在設備出廠之前。因此，應主要注重以下兩個方面的檢查：

（1）按照ASME B73.3的相關要求檢查泵的材料證書[1]；

（2）參與見證泵的試運行，并記錄關鍵性能試驗數據，與裝置中交時的單機試車數據進行比對。

2.2 基于操作原因故障的預防措施

操作原因導致的故障可以從以下兩方面來預防：（1）提高操作人員的操作技能；（2）增加保護系統(tǒng)，提高設備的本質安全性。

2.2.1 提高操作人員的操作技能

在日常運行管理中，對于設備的操作，一般要求操作人員按照既定的操作法進行，但是由于操作法的內容多，導致部分操作人員不愿意學習操作法，而是喜歡按照自己的理解和經驗進行操作，這就給設備的正常運行帶來了隱患。

表2 某裝置磁力泵故障情況分析

為了改善這種不良現(xiàn)象，通過長時間的摸索和總結，我們將磁力泵的操作法進行提煉，濃縮為磁力泵操作要點十二條，要求人人都能背誦，并組織專門的考試，人人必須過關。操作要點的具體內容見表3。

從操作人員限時測試（5 min）的效果來看，測試通過率為100%，表明該要點容易掌握。

在實際操作過程中，只要不違背這十二條，磁力泵就不會出現(xiàn)因操作原因而導致的故障，苯乙烯裝置的安穩(wěn)運行也就有保障。

2.2.2 增加保護系統(tǒng)，提高設備的本質安全

磁力泵的保護系統(tǒng)多是基于防止泵抽空而設計的，其方式有多種，具體介紹如表4所示。

表4所示的保護方式均能提高設備的本質安全性，可以有效避免操作原因造成的故障，對于降低磁力泵故障率有顯著的效果。

2.3 基于系統(tǒng)原因故障的預防措施

在這里，系統(tǒng)是指泵所處的工藝管路系統(tǒng)。該系統(tǒng)對磁力泵運行的影響主要體現(xiàn)在管道內的雜質對磁力泵運行帶來的隱患。

表4 磁力泵保護方式

對于這類運行隱患，主要從以下幾方面采取預防措施：

（1）強化施工過程的監(jiān)理，主要是監(jiān)督管道焊接過程中管道內部雜物的清理。必要時生產車間提前組織人員介入，對于重要的管道對其內部進行檢查和清理。

（2）選擇目數合適的臨時過濾網置于泵入口管道上（一般為40目），提供硬件保障。資金充足的話，還可以選用較為昂貴的磁性過濾器。

（3）定期主動解體磁力泵，清除內磁缸表面的鐵磁性物質及其他積聚物，清理軸承潤滑流道內的積聚物，為軸承的潤滑和散熱提供良好條件。

（4）積極探索改善工藝條件，減少積聚物的產生。

3 磁力泵典型故障預防措施的實際應用

在裝置運行過程中，通過總結故障預防經驗，深入了解工藝特點，我們采取了強化培訓、投用欠載保護回路、定期解體清洗磁力泵等措施。通過這些措施的實施，磁力泵的運行水平得到了有效提高，裝置長周期運行也有了保證。下面是投用欠載保護回路和定期解體清洗磁力泵的效果展示。

3.1 投用欠載保護回路的效果

欠載保護回路的原理是通過電機綜保系統(tǒng)檢測計算電機實際運行電流與電機額定電流的比值，將該值與預先設定的跳閘值進行比對，若該比值達到跳閘值，則電機跳停。該跳閘值的設定是通過對現(xiàn)場磁力泵進行運行調試后確定的，可以保證磁力泵在出現(xiàn)抽空時及時跳停，防止磁力泵因抽空發(fā)熱而燒壞。

自該回路投用6個月以來，磁力泵跳停次數累計12次，有效地保護了磁力泵的安全，避免直接經濟損失約36萬元（備件采購費用）。

3.2 定期解體清洗磁力泵的效果

定期解體清洗磁力泵，主要目的是清除內磁缸表面的鐵磁性物質及其他積聚物，清理軸承潤滑流道內的積聚物，為軸承的潤滑和散熱提供良好條件。從磁力泵的結構（見圖1）可以看出，碳化硅軸承是靠泵自身輸送的介質潤滑的，若介質潤滑的流道被積聚物堵塞，碳化硅軸承就會因發(fā)熱而碎裂，其碎片會進一步造成內磁缸、隔離罩的損壞。在苯乙烯裝置中，由于其介質中聚合物的存在，定期解體清洗磁力泵顯得尤為必要。圖2、圖3是磁力泵解體清洗的照片。

圖2 清洗前的內磁缸

圖3 清洗后的內磁缸

通過清洗前后的效果對比，可以證明定期解體清洗磁力泵是一項提升磁力泵運行穩(wěn)定性的有效措施。

4 結束語

磁力泵正以其優(yōu)異的密封性能得到大范圍的應用，但是不容忽視的問題是其故障成本也是很高的。如何保證磁力泵在苯乙烯裝置及其他類型裝置中穩(wěn)定運行，是需要大家共同探討的課題。本文結合磁力泵的工作原理，根據實際運行經驗提出的一系列措施，可以有效提高磁力泵的運行周期，降低磁力泵的故障率，經濟效益明顯。

[1]Specification for Sealless Horizontal End Suction Metallic Centrifugal Pumps for Chemical Process[S].ASME B73.3，2003.

[2]杜霖.磁力泵抽空保護的實現(xiàn)[J].設備管理與維修, 2013（8）：30-31.

Malfunction Analysis and Precautionary Measures of the Operation of Magnetic Pump in Styrene Device

Li Wei

Analyzes the typical malfunctions during the operational process of magnetic pump in styrene device,and puts forward corresponding measures to the operating maintenance of magnetic drive pump and decrease its failure rate.Thus enhances the stability and economical efficiency of the plant operation.

Magnetic pump;Magnetic driver;Styrene;Malfunction;Precautionary measures

TQ 051.21

2014-10-16）

*李威，男，1987年生，助理工程師。岳陽市，414014。