MTBE装置旋涡泵的失效研究.pdf

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1、第25卷第4期广东石油化工学院学报V01．25No．42015年8月JournalofGuangdongUniversityofPetrochemicalTechnologyAugust2015MTBE装置旋涡泵的失效研究陈权(中国石油化工股份有限公司茂名分公司，广东茂名525000)摘要：针对旋涡泵在MTBE(甲基叔丁基醚)装置服役过程中的失效问题进行研究，分析其失效原因，并提出了应对措施，有效解决了旋涡泵在使用过程由于输送介质存在杂质、泵汽蚀、泵入口与出口密封短路等问题引起的设备失效问题，可为设备管理人员开展设备

2、维护与管理提供有价值的研究数据。关键词：旋涡泵；泵壳体；密封失效；介质短路；过滤器中图分类号：TH31文献标识码：A·文章编号：2095—2562(2015)04—0088—03旋涡泵具有流量小、压力大、操作简便、结构简单、维修方便等的特性，是广泛应用于石油化工行业中的小型装置。但是，石化装置中的旋涡泵服役中也易发生失效。本文以MTBE装置旋涡泵为研究对象，通过解剖、分析等形式，研究旋涡泵的失效原因，并提出应对措施，为设备管理人员提供管理依据。1旋涡泵的工作原理及特点1．1旋涡泵的工作原理旋涡泵(也称涡流泵)是一种叶

3、片泵。主要由叶轮和具有环形流道的泵壳组成。旋涡泵叶轮有开放式和闭式两种，通常采用闭式叶轮n]。叶片由铣出叶轮的径向凹槽制成，圆盘叶轮圆周上的叶片呈放射状均匀排列。泵体和叶轮间形成环形流道，吸入口和排出口均在叶轮的外圆周处。吸入口与排出口之间有隔板，由此将吸入口和排出口隔离开。旋涡泵结转向构如图1所不。图1旋涡泵结构示意图灌泵后，泵体内的液体分为两部分，叶片问的液体和流道内的液体。当原动机通过轴带动旋涡泵内的叶轮旋转时，受到旋转I十轮的离心力作用，叶片内的液体受到的离心力大，而流道内液体受到的离心力小，使液体产生旋转运

4、动，又由于液体跟着叶轮前进，使液体产生旋转运动，这两种旋转运动合成的结果，就使液体产生与叶轮转向相同的“纵向旋涡”。此纵向旋涡使流道中的液体多次返回叶轮内，再度受到离心力作用，而每经过一次离心力的作用，扬程就增加一次，因此，旋涡泵具有其他叶片泵不能达到的高扬程。最后液体由泵排出口排出。液体排出后，叶片间通道内便形成局部真空，液体就不断从吸人口进人叶轮，并重复上述运动过程。1．2旋涡泵的特点因液体在旋涡流道内的冲击损失较大，因此效率低，一般不超过45％，通常为36％～38％。它与同样性能的离心泵相比，结构也简单，工作可

5、靠，具有自吸能力，但汽蚀性能较离心泵差。可输送含气量大于5％的介质，不适用于输送粘度大于115MPa．S介质(否则会使泵的扬程和效率大幅下降)和含固体颗粒的收稿日期：2015—07—09；修回日期：2015—07—20作者简介：陈权(1969一)，男，广东茂名人，工程师，主要从事石油化工设备管理工作。广东石油化工学院学报2015年3)对泵进行重新选型。要求所选泵在额定点的必需汽蚀余量至少比装置汽蚀余量少0．6m。2．3泵入口管线过滤器堵塞2．3．1失效原因分析由于介质中含有腐蚀性的酸陛物质，在对泵体产生腐蚀的同时，也

6、会腐蚀整个装置设备，并产生大量的含铁物微粒。微粒多，容易使泵入口管路的过滤网滤芯堵塞，造成泵抽空；另一方面，有许多固体杂质没有被过滤网滤除，杂物对泵壳及叶轮造成冲刷；此外，由于泵体输送介质流量小，泵正常生产时出口流量为2．5，h，也因流量过小，介质中的杂物容易在叶轮腔内粘附沉积，从而造成叶轮腔变小，导致泵流量减小。对介质杂质进行分析，发现杂质主要由氧化铁物及细小微粒铁屑组成，大部分具有被磁吸特性。原因是MTBE装置使用的催化剂含有硫酸根及其它腐蚀物质，对反应塔101及塔102的塔体、塔内构件、管线等碳钢材质产生腐蚀，

7、生成硫酸铁及氧化铁，而介质对设备及管线壁的冲刷又产生出细小的铁屑。2．3．2应对措施1)对过滤器重新选型。过滤器是除掉流体中固体杂质的设备，用以保护主要设备的正常运转[4]。某石化企业MTBE装置萃取水泵入口管线上原来设计安装了Y过滤器。但在实际生产操作中，这种Y型过滤器未能有效地除掉流体中的固体杂质。为此，我们设计了“磁网双式过滤器”取代了原来的Y型式过滤器。“磁网双式过滤器”具有滤芯过滤及磁场吸附双重作用，可对介质中的杂质进行全面的过滤、吸附、沉积，从而实现了净化介质的目的。通过2年多的投用运行，效果非常显著。2

8、)对装置设备及管线进行材质升级。为降低设备及管线的腐蚀速率及减少介质中杂质，建议塔体材质升级为304衬里复合钢板，管线升级为304材质。3结论(1)通过修复损坏密封面并增加密封垫，规范旋涡泵操作步骤的措施，解决了泵吸人口与排出口密封面失效问题。(2)调整介质的温度以避免汽蚀产生，或对泵进行重新选型，可以有效减轻或避免介质对泵内件的腐蚀、汽蚀，保