李長江

（中國石油遼陽石化分公司芳烴廠，遼寧遼陽111003）

·化工設(shè)備與自動化·

離心式熱油泵檢修后灌泵要點

李長江

（中國石油遼陽石化分公司芳烴廠，遼寧遼陽111003）

針對某化工裝置塔底熱油泵在檢修后灌泵過程中，出現(xiàn)的在用泵出口流量大幅波動，造成加熱爐低流量聯(lián)鎖停車的案例，分析故障原因，結(jié)合案例探討解決方法及離心熱油泵檢修后灌泵的操作要點。

熱油泵；氣縛；灌泵

1 基本概念

離心泵在啟動前，泵內(nèi)應(yīng)灌滿被輸送的液體介質(zhì)，這個過程稱為灌泵。泵啟動后，葉輪高速旋轉(zhuǎn)，因而使得液體介質(zhì)產(chǎn)生離心力。在離心力作用下，液體從葉輪獲得能量，使靜壓能和速度能均增加，將液體輸送到儲罐或工作地點。在液體被甩向葉輪出口的同時，葉輪入口中心處就形成了低壓，吸液罐中的液體在壓差作用下，便不斷地經(jīng)吸入管路及泵的吸入室進入葉輪。

1.2 氣縛

離心泵啟動時，若泵內(nèi)存有空氣，由于空氣密度很小，旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力小，因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以吸入液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛[1]。

2 故障原因分析

2.1 故障泵簡介

某化工裝置塔底泵一用一備，安裝見圖1所示。入口管徑為DN500，閥門為氣動閥；出口管徑為DN400，閥門為閘閥。操作溫度265℃，泵入口壓力0.8MPa，出口壓力2.2MPa。泵出口物料至塔底再沸爐，再沸爐爐管進料安有低流量聯(lián)鎖切爐裝置。

2.2 入口管線出現(xiàn)氣袋

某次檢修后進行熱備用，操作人員按照規(guī)程打開暖泵線閥門、出口排氣閥、入口排氣閥，對泵體進行充液排氣。由圖1可以看出，雖然泵檢修后對其進行了正常的充液排氣，但泵入口過濾器上方存在一定的盲區(qū)（斜線區(qū)域），氣體無法排出，形成氣袋，氣袋高度約為2m，體積約為0.4m3。

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2.3 入口氣動閥開啟過快

圖1 故障離心泵現(xiàn)場安裝示意圖

當(dāng)泵體充液排氣結(jié)束后，操作人員用氣動方式打開泵入口閥，閥門開啟速度較快。盲區(qū)內(nèi)存留的封閉氣體快速涌入兩臺泵的公共吸入口。氣流一方面向上進入塔釜，對下降的液流形成氣阻；另一方面被帶到在用泵葉輪內(nèi)，并在泵體內(nèi)累積。

2.4 暖泵線流量分散在用泵出口流量

泵入口閥打開后，暖泵線流量在兩臺泵間循環(huán)，對在用泵出口流量起到分散作用，促進了爐管低流量。

在以上幾個因素共同作用下，在用泵產(chǎn)生氣縛，出口流量大幅波動，最終導(dǎo)致加熱爐低流量聯(lián)鎖停車。

3 解決途徑和方法

3.1 消除氣袋

根據(jù)離心泵入口管道設(shè)計原則，應(yīng)盡量避免氣袋，否則會導(dǎo)致離心泵抽空形成氣縛，否則需在氣袋頂加排氣閥[2]。圖1所示氣袋區(qū)域在正常的生產(chǎn)操作過程中符合配管標(biāo)準(zhǔn)，不會導(dǎo)致氣體積累。但在離心泵檢修再備用過程中，卻產(chǎn)生了氣袋。因此在入口閥下游的高點處應(yīng)當(dāng)設(shè)有排氣閥。

3.2 入口閥門緩慢開啟

案例中的入口閥為氣動閥，開啟方式可以由手動和氣動兩種方式進行切換。因此在不明入口氣袋是否存在情況下，應(yīng)當(dāng)用手動方式緩慢開啟。即使存在氣體，少量的氣體進入在用泵入口，也可以從現(xiàn)有的入口排氣點排出。

3.3 入口閥開啟過程中關(guān)閉暖泵線

暖泵線上裝有限流孔板，考慮到限流孔板可能會損壞或因檢修漏加，因此開啟暖泵線充液時應(yīng)當(dāng)遵守緩慢開啟，逐漸開大的原則。在入口閥開啟過程中關(guān)閉暖泵線，待入口閥完全開啟后，再開啟暖泵線閥門。

4 檢修后灌泵要點

4.1 檢查確認具備投用條件

認真檢查泵的出入口管線、閥門、法蘭、壓力表接頭、潤滑油液位等是否安裝，符合要求；冷卻水是否暢通；地腳螺栓及其它連接部分有無松動。

4.2 確定灌泵方式

化工生產(chǎn)中常用的灌泵方式有自來水充灌法、倒流充灌法、順流充灌法、抽氣允吸法[3]。

案例中的塔底泵檢修后泵所有配管閥門都處于關(guān)閉狀態(tài)，溫度為常溫。從安裝位置上來看，出入口的液面都高于泵體，都能對泵進行充液。但實際工況為高溫高壓熱油泵，入口閥不易控制流量，而對高溫泵預(yù)熱的速度有嚴格的要求。綜合考慮，應(yīng)采用從暖泵線充液，從高點排氣的“逆流充罐法”。

4.3 排氣不留死角

離心泵啟動前的灌泵應(yīng)將入口及出口氣體全部排空。出口排氣雖不如入口排氣重要，不會影響離心泵的性能，但是出口排氣可以確保泵體內(nèi)氣體排盡，防止泵出口發(fā)生氣阻以及壓力和流量的異常波動。

4.4 控制充液速度

熱油泵充液開始也即意味著開始預(yù)熱，泵體升溫過快會導(dǎo)致各部件受熱不均衡，容易發(fā)生機械密封泄漏、抱軸等故障。預(yù)熱應(yīng)該緩慢均勻，升溫速度（可以檢測泵殼表面）以1℃～2℃/min為宜[4]，預(yù)熱到液體介質(zhì)與泵殼溫差△t＜40℃即可。

[1]李艷.離心泵的氣蝕、氣縛現(xiàn)象與振動[J].青海石油，2011，29（2）：103-105.

[2]于秀美.泵的布置和管道設(shè)計要求[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，23：41-44.

[3]李旦.淺談離心泵灌泵方式及灌泵改造[J].中國化工貿(mào)易，2014，6（18）：81.

[4]靳德福.離心式高溫?zé)嵊捅玫念A(yù)熱與盤車[J].設(shè)備管理與維修，2004（3）：18-19.□

10.3969/j.issn.1008-553X.2016.01.022

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1008-553X（2016）01-0081-02

2015-10-09

李長江（1986-），男，助理工程師，從事石油化工工作，15140999385，lichangjiang0518@163.com。