由于低溫液體泵輸送的介質(zhì)都為低溫液體,在輸送介質(zhì)過(guò)程中應保持低溫,如果一旦絕熱失效或受損,則泵內低溫液體會(huì )大量汽化,造成汽蝕損壞,從而影響泵的工作。所以低溫泵在結構、材料、安裝和運行等方面都有它的特殊要求,以達到低溫液體輸送的要求。
對于在化工裝置中服役的機泵,大都采用“一開(kāi)一備”形式,提高裝置的生產(chǎn)穩定性,但是因為低溫泵本身需要保冷,現場(chǎng)拆裝比較困難;低溫泵的倒空,預冷均需要很長(cháng)的時(shí)間,開(kāi)車(chē)時(shí)故障率也非常高,因此對低溫泵的可靠性要求非常高。
為了適應苛刻的工作條件,通常在乙烯裝置中,低溫泵通常采用立式筒袋泵,主要是因為臥式泵輸送低溫介質(zhì)時(shí),出于冷態(tài)下的機械密封難以確保密性能,并且介質(zhì)中的不溶性氣體如氫氣或者局部氣化的氣態(tài)介質(zhì)難以排除;同時(shí)泵體的保冷也比較困難。
立式泵優(yōu)點(diǎn):
1)可以增大機械密封與低溫介質(zhì)的距離;
2)排氣也方便;泵體部分埋于地下,不受電機熱風(fēng),空氣溫度,日照的影響易于保冷;
3)且立式泵體結構十分對稱(chēng),溫度變化時(shí),變形也比較均勻;
4)立式結構使其最適合于裝置汽蝕余量低的場(chǎng)合,首級葉輪出于比較低的位置,首級葉輪與泵的吸入口之間的高度差,大大提高了泵的汽蝕余量。
低溫泵的附屬系統
低溫泵的輔助管路系統,除密封輔助系統外,軸承冷卻管路之外,在泵的進(jìn)出口管路上應有排氣口,便于泵在預冷時(shí),檢查預冷效果,以及開(kāi)車(chē)時(shí)排凈泵體和管路中的氣體進(jìn)行罐泵;泵體上應有氣相管線(xiàn)接口,通常接到塔或者罐的頂部,用于防止泵運行過(guò)程中出現汽蝕造成泵體振動(dòng);為了便于開(kāi)車(chē)清洗吹掃和空氣置換,有時(shí)也設有吹掃管口。
低溫泵的開(kāi)車(chē)
相比較普通的機泵而言,低溫泵的開(kāi)車(chē)是比較復雜的,時(shí)間也比較長(cháng),初次開(kāi)車(chē)可能需要24h 以上,開(kāi)車(chē)過(guò)程通常需要經(jīng)歷清洗、吹掃和置換、預冷等幾個(gè)主要步驟:
1 清洗
低溫泵在投入運行前,泵體內可能積存一定的油污、水分等雜質(zhì),需要清理干凈,否則這些雜質(zhì)在低溫工況下極易結冰,嚴重時(shí)影響泵的安全運行。清洗時(shí)先將溶劑(一般使用汽油)注入泵內,以溶解油污,然后用干燥的氮氣將溶劑吹掃干凈,接著(zhù)注入污水甲醇,以吸收任何水分,再將甲醇吹掃干凈。
2 吹掃和置換
為了確保泵內清潔,清洗之后至少進(jìn)行1個(gè)小時(shí)的干燥的氮氣吹掃。由于低溫泵輸送的多為易燃易爆的介質(zhì),若泵體內積存一定量的空氣,就極易爆炸,因此運轉前要通入干燥的氮氣,把泵體里面的空氣置換出來(lái)。此外,開(kāi)車(chē)前用低溫氮氣置換,也起到初步預冷的效果。
3 預冷
泵體預冷時(shí)低溫泵特有的一個(gè)開(kāi)車(chē)過(guò)程,也是一個(gè)非常關(guān)鍵的過(guò)程,主要有兩個(gè)方面原因:
-
工況溫度很低,直接開(kāi)始輸送物料會(huì )造成溫差變化過(guò)大,泵軸受冷不均發(fā)生彎曲變形,因此預冷可以使得泵體各部件均勻變形;
-
輕烴類(lèi)的物料極易氣化,氣化壓力受溫度變化明顯,為了避免運行時(shí)泵內產(chǎn)生大量氣體,造成汽蝕,每次檢修后再啟用前均要進(jìn)行長(cháng)時(shí)間的預冷。
如果順利通過(guò)泵體的預冷,開(kāi)車(chē)成功的幾率就很大了。
預冷流程包括氣相預冷和液相預冷兩個(gè)部分,需要注意的是,預冷同時(shí)應將密封輔助系統投入使用,包括防止軸端結冰的加熱措施。
1
氣相預冷
首先進(jìn)行氣相預冷,氣相來(lái)源可以是通過(guò)微開(kāi)泵入口閥門(mén),使得少量介質(zhì)氣化生產(chǎn)足夠的氣相進(jìn)行預冷;也可以直接利用低溫介質(zhì)儲罐灌頂的氣相物料。氣相預冷可以使得各泵軸、過(guò)流部件、滑動(dòng)部件等溫升緩慢,直到泵的排出端和密封腔的下部全部被冰霜覆蓋,表示預冷比較充分。氣相預冷時(shí),應該進(jìn)行泵體排氣,確保泵內介質(zhì)始終處于氣化狀態(tài)。
氣相預冷合格后,加大進(jìn)液量,同時(shí)關(guān)閉泵體排氣閥門(mén),進(jìn)行液相預冷。
2
液相預冷
在進(jìn)液的同時(shí),逐步打開(kāi)泵體氣相線(xiàn)閥門(mén),以排除泵內氣體,并維持閥門(mén)常通狀態(tài),最后少量打開(kāi)出口管線(xiàn)的排氣線(xiàn)閥門(mén),以排出低溫泵出口段內的氣體,當發(fā)現放空管線(xiàn)外面迅速結霜時(shí),說(shuō)明氣體已經(jīng)排凈,關(guān)閉放空閥。
預冷合格后,仍需要保持泵內充滿(mǎn)低溫介質(zhì)2~3h,以確保泵的各個(gè)部件達到穩定的溫度。在整個(gè)預冷過(guò)程中,要不間斷的盤(pán)車(chē),防止局部冷卻變形,若發(fā)現泵軸彎曲,盤(pán)車(chē)困難,應減慢預冷速度。確認軸封處不存在結冰并進(jìn)行盤(pán)車(chē),沒(méi)有問(wèn)題就可以開(kāi)車(chē)。如果不能盤(pán)動(dòng)車(chē),可能因為預冷效果差引起的變形不均或泵軸存在質(zhì)量問(wèn)題,需要將介質(zhì)全部放掉,泵恢復常溫后檢查。
4 開(kāi)車(chē)前
開(kāi)車(chē)前,應對有關(guān)參數進(jìn)行確認,如儀表聯(lián)鎖設定,電器保護設定,密封輔助系統壓力,軸承加注潤滑油等。開(kāi)車(chē)1h內,應密切記錄有關(guān)運行參數,如出口壓力、軸承溫度、泵體振動(dòng),密封輔助系統的狀況,直到低溫泵的穩定運轉,出現異常應緊急停車(chē)。
附一份 乙烯裝置在用的冷泵B切換到A的規程
1、準備工作
(1)A泵用N2置換,確認氮氣置換合格,測露點(diǎn)<-70℃,關(guān)閉A泵泵體和相關(guān)管線(xiàn)上的導淋和放空閥。
(2)確認沖洗液甲醇罐液位,投用甲醇沖洗液。
(3)氣相預冷:稍開(kāi)A泵體氣相預冷管線(xiàn)閥門(mén),稍開(kāi)A泵泵體LD排火炬閥門(mén),并盤(pán)車(chē)直至A泵體結霜,氣相預冷結束,關(guān)A泵氣相預冷管線(xiàn)閥。
(4)液相預冷:稍開(kāi)A泵進(jìn)口閥門(mén),并盤(pán)車(chē)直至泵體結霜較重后(即泵體溫度與進(jìn)口液相物料溫度相近)液相預冷結束,關(guān)閉A泵泵體LD排火炬閥。
注意:預冷速度不宜太快,并不斷盤(pán)車(chē)(每15分鐘盤(pán)車(chē)一次),預冷最少需4小時(shí)以上。
(5)液相預冷好后,完全打開(kāi)A泵進(jìn)口閥門(mén),使泵體充滿(mǎn)液體,檢查泵體是否有泄漏情況。
(6)確認潤滑油位正常,冷卻水投用正常。
(7)手動(dòng)盤(pán)車(chē),確認盤(pán)車(chē)狀況良好。
(8)確認電機送電正常。
2、切換步驟
(1)打開(kāi)A泵LD排氣(泵運轉正常后可關(guān)閉LD停排氣),為了防止A泵切換時(shí)不上量,可先將B泵出口閥門(mén)關(guān)1/4,A泵出口閥門(mén)開(kāi)1/4。
(2)點(diǎn)動(dòng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān),檢查泵運轉情況,確認無(wú)異常現象后啟動(dòng)A泵。
(3)待A泵出口壓力達到3.0MPa后,逐漸打開(kāi)A泵出口閥直到全開(kāi),觀(guān)察A泵運行有無(wú)異常情況。打開(kāi)A出口閥門(mén)的同時(shí),逐漸關(guān)小B的出口閥門(mén)直到全關(guān),在切換的過(guò)程中與室內保持聯(lián)系。
(4)確認A泵出口壓力正常、室內流量正常后,按停泵按鈕停B泵,B泵備用,B泵如果需要檢修將泵倒空。