醇洗泵填料泄漏使用周期短原因分析与结构改造

醇洗泵填料泄漏使用周期短原因分析与结构改造

章好田

安徽昊源化工集团有限公司， 安徽 阜阳 236056

【摘要】针对中压甲醇工艺中醇洗泵在使用过程中填料容易泄漏、使用周期较短、更换较为频繁等种种问题，从工艺工况和醇洗泵本身结构进行原因分析，进而对填料函体及填料进行改造，从而达到长周期稳定运行的目的。

【Keywords】In view of various problems such as the easy leakage of the filler during the use of the alcohol washing pump in the medium-pressure methanol process, the short life cycle, and the frequent replacement, the cause analysis was performed from the process conditions and the structure of the alcohol washing pump itself, and then the packing box and packing carry out transformation to achieve the purpose of long-term stable operation.

【关键词】醇洗泵；填料函体；运转周期

【Keywords】alcohol washing pump; packing box; operating cycle

【中图分类号】TQ223.121 【文献标志码】A

1 引言

安徽昊源化工集团有限公司（以下简称安徽昊源）在中压甲醇工段使用的高压醇洗泵是一种三柱塞式往复泵，进口压力为常压，出口压力在10.0MPa左右，打液量为20L/min，其做功为柱塞式加压，柱塞与泵头处以填料为密封，填料组装在填料函体内。填料的材质为碳素纤维，在柱塞作往复运动的过程中起到密封作用，由于填料和柱塞直接接触，在来回作往复运动的过程中会产生摩擦，导致填料成为最易磨损的备件。填料的使用周期短是一个非常明显的弊端，频繁的停泵更换填料不仅增加了成本和维修工作量，同时也为工艺的安全稳定运行造成了一定的困扰。

1.1 工艺流程

软水经过驰放气洗涤罐送入到醇洗泵进口软水罐中，再通过DN50的阀门送到醇洗泵进口，通过醇洗泵加压到略高于系统压力（系统压力为10.0MPa）时送入到水洗塔顶部，经过顶部的喷头喷淋而下，与自下而上的工艺气进行混合，利用水与甲醇以任意比例混合的性质将气体中未分离下来的甲醇洗涤下来，洗去气体中的甲醇，从而达到净化气体的作用；净化后的气体送入到压缩机加压送入到下个工段。而洗涤后的粗甲醇在水洗塔内形成一定的液位，通过减压阀送入到甲醇闪蒸槽内，作为粗产品送入精甲醇工段。

1.2 工作原理及结构特点

醇洗泵是一种高压电动三柱塞卧式往复泵，电机通过皮带带动飞轮，飞轮带动曲轴做圆周运动，曲轴带动连杆，连杆带动十字头进而带动柱塞做往复运动，柱塞通过往复运动改变工作室内的容积，从而达到吸入和排除液体的目的。柱塞与工作室内介质通过填料函体内的填料进行密封，从而避免了介质的泄漏（如图1所示）。

图1 醇洗泵工作原理

2 典型故障分析与讨论

2.1 填料容易泄漏

由于柱塞与填料直接接触，在作往复运动的过程中，柱塞一直与填料进行摩擦，在摩擦的过程中导致填料一点一点的磨损，进而导致密封不严泄漏。加之醇洗泵出口压力较高，填料密封环数较少，仅有四组，极易容易产生泄漏。在更换后一周便开始有泄漏情况，可以通过紧固填料函体上的调节螺母的方式对填料进行紧固，从而减轻泄漏，这种方式是为了增大填料与柱塞的摩擦和间隙，进而达到暂时密封的效果。随着一次次的紧固，填料的可压缩性和伸展性降低，填料磨损较严重且密封性就大打折扣，当调节螺母紧固到一定程度时，无法再进行紧固，填料就会泄漏增加，从而影响到醇洗泵的打液量。

2.2 填料失效，柱塞磨损

当填料与柱塞之间的摩擦力增大时，会造成填料函体发热，填料与柱塞都会有不同程度的磨损，柱塞外表面的保护层被破坏进而导致柱塞烧坏。填料由于挤压无弹性，变硬导致柱塞表面粗糙，有划痕引起泄漏量进一步增大。在更换填料的同时迫不得已必须将柱塞更换，否则填料更换后粗糙的柱塞表面会对填料造成更大程度的磨损从而引起泄漏，加大了维修的工作量，也增加了运行和维修成本。

3 结构改进

通过对醇洗泵填料泄漏原因进行剖析，为了增长醇洗泵的运行周期和填料的使用寿命，对中压甲醇醇洗泵使用的这台设备进行填料函体和填料改造，进而达到我们的目的（如图2所示）。

图2 醇洗泵结构改进

改造后的设备有以下特点：第一，在原有的填料函体的基础上，对填料函体进行加长10mm，这样可以对增加两组填料，进而使填料的数量增加，密封环的行程加长。第二，改变了原有的组装方式，在每两组填料中间便增加一组铜垫圈，铜垫圈的厚度要适中，不影响在原有基础上加长填料函体的目的。第三，在两端的导向套内圈上车加工两道沟槽，进而起到一定的阻流作用。改造后的填料函体和填料正常情况下是不需要紧固的，这样可以避免因过度的紧固导致填料函体发热烧坏填料与柱塞的事情发生。而经过改造后的填料平均泄漏量在3-5滴/min，在允许泄漏的范围内，提高了醇洗泵的运行周期及填料和柱塞的使用寿命，降低了运行成本和维修费用。

安徽昊源在中压甲醇实行改造以后，便对高压醇、低压甲醇以及提氢水洗泵等类似的柱塞泵进行实际改造，同样也达到了预期的效果。目前，同等类型的三柱塞式往复泵填料函体以及填料都完成了相应的改造，为设备的稳定运行提供了保障，为优化工艺奠定了基础，为节约环保创造了有利的条件。目前各套柱塞泵平稳运行，泄漏点大大减少，随着改造技术的不断熟练，更换后的运行周期也在慢慢增加，减少了检修工作量和维修费用。

4 结语

醇洗泵的填料函体及填料的改造是一种技术的改造，填料和柱塞的使用寿命直接制约了醇洗泵的运行周期，而醇洗泵的稳定运行，也是工艺优化和环保措施的具体体现。通过分析泄漏原因及运行原理，我们进行了大胆的尝试，最终实现了醇洗泵的长周期运行，也为同类别的三柱塞式往复泵的稳定运行提供了有效的依据，为工艺稳定创造了更好的条件。