甲醇精餾系統(tǒng)泵的選擇與應(yīng)用

1、甲醇精餾系統(tǒng)泵的選擇與比較韓彬金牛旭陽合成工段摘要:本文主要介紹了磁力泵,離心泵的原理與優(yōu)缺點及在精餾系統(tǒng)現(xiàn)行工藝情況下的運行情況與比較。關(guān)鍵字:磁力泵離心泵原理比較工況1前言:金牛旭陽20萬噸甲醇項目精餾系統(tǒng)中,開車時除殘液泵為石油化工離心泵外,粗醇泵、預(yù)后泵、各塔回流泵均為丹東克隆集團的磁力泵。在開車及生產(chǎn)過程中頻繁出現(xiàn)故障問題,通過對磁力泵、離心泵原理及優(yōu)缺點的探討,優(yōu)化精餾各泵的選擇,選出當前工況下最適合泵的種類。2工藝流程簡述:從合成工序來的粗甲醇40度左右,經(jīng)過粗醇泵進入精餾工序,在預(yù)塔內(nèi)除掉輕組分的粗甲醇溫度86度通過預(yù)后泵給加壓塔進料,在加壓塔內(nèi)除去重組分并采出合格醇后在壓差作

2、用下進入常壓塔進一步去除重組分和采出合格醇。經(jīng)過精餾后,常壓塔塔底殘液溫度108度經(jīng)殘液泵去汽提塔。為保證精餾連續(xù)運行和產(chǎn)品質(zhì)量,各塔都有連續(xù)的回流液由各回流泵加壓后返回塔內(nèi)。其中預(yù)塔回流溫度40度,加壓塔回流溫度123度,常壓塔回流溫度60度。3磁力泵工作原理及注意事項:3.1磁力泵的工作原理將n對磁體(n為偶數(shù)按規(guī)律排列組裝在磁力傳動器的內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子上,使磁體部分相互組成完整藕合的磁力系統(tǒng)。當內(nèi)、外兩磁極處于異極相對,即兩個磁極間的位移角=0,此時磁系統(tǒng)的磁能最低;當磁極轉(zhuǎn)動到同極相對,即兩個磁極間的位移角=2/n,此時磁系統(tǒng)的磁能最大。去掉外力后,由于磁系統(tǒng)的磁極相互排斥,磁力將使磁體恢

3、復(fù)到磁能最低的狀態(tài)。于是磁體產(chǎn)生運動,帶動磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。1.永磁體由稀土永磁材料制成的永磁體工作溫度范圍廣(-45-400,矯頑力高,磁場方向具有很好的各向異性,在同極相接近時也不會發(fā)生退磁現(xiàn)象,是一種很好的磁場源。2.隔離套在采用金屬隔離套時,隔離套處于一個正弦交變的磁場中,在垂直于磁力線方向的截面上感應(yīng)出渦電流并轉(zhuǎn)化成熱量。選用高電阻率、高強度的非金屬材料制作隔離套,在降低渦流方面效果十分明顯。3.冷卻潤滑液流量的控制泵運轉(zhuǎn)時,必須用少量的液體對內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域和滑動軸承的摩擦副進行沖洗冷卻。冷卻液的流量通常為泵設(shè)計流量的2%-3%,內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與隔離套之間的環(huán)隙區(qū)域由于渦流而產(chǎn)生

4、高熱量。當冷卻潤滑液不夠或沖洗孔不暢、堵塞時,將導(dǎo)致介質(zhì)溫度高于永磁體的工作溫度,使內(nèi)磁轉(zhuǎn)子逐步失去磁性,使磁力傳動器失效。當介質(zhì)為水或水基液時,可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在3-5;當介質(zhì)為烴或油時,可使環(huán)隙區(qū)域的溫升維持在5-8。4.滑動軸承磁力泵滑動軸承的材料有浸漬石墨、填充聚四氟乙烯、工程陶瓷等。由于工程陶瓷具有很好的耐熱、耐腐蝕、耐摩擦性能,所以磁力泵的滑動軸承多采用工程陶瓷制作。由于工程陶瓷很脆且膨脹系數(shù)小,所以軸承間隙不得過小,以免發(fā)生抱軸事故。由于磁力泵的滑動軸承以所輸送的介質(zhì)進行潤滑,所以應(yīng)根據(jù)不同的介質(zhì)及使用工況,選用不同的材質(zhì)制作軸承。5.保護措施當磁力傳動器的從動部件在過載情

5、況下運行或轉(zhuǎn)子卡死時,磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫,保護機泵。此時磁力傳動器上的永磁體在主動轉(zhuǎn)子交變磁場的作用下,將產(chǎn)生渦損、磁損,造成永磁體溫度升高,磁力傳動器滑脫失效。3.2磁力泵的注意事項1.防止顆粒進入(1不允許有鐵磁雜質(zhì)、顆粒進入磁力傳動器和軸承摩擦副;(2輸送易結(jié)晶或沉淀的介質(zhì)后要及時沖洗(停泵后向泵腔內(nèi)灌注清水,運轉(zhuǎn)1min后排放干凈,以保障滑動軸承的使用壽命;(3輸送含有固體顆粒的介質(zhì)時,應(yīng)在泵流管入口處過濾。2.防止退磁(1磁力矩不可設(shè)計得過小;(2應(yīng)在規(guī)定溫度條件下運行,嚴禁介質(zhì)溫度超標?？稍诖帕Ρ酶綦x套外表面裝設(shè)鉑電阻溫度傳感器檢測環(huán)隙區(qū)域的溫升,以便溫度超限時報警

6、或停機。3.防止干摩擦(1嚴禁空轉(zhuǎn);(2嚴禁介質(zhì)抽空;(3在出口閥關(guān)閉的情況下,泵連續(xù)運轉(zhuǎn)時間不得超過2min,以防磁力傳動器過熱而失效。4.不可用在有壓力的系統(tǒng)中由于磁力泵泵腔中存在一定的間系及磁力泵內(nèi)使用的是“靜軸承”,由此該系列泵絕不可以使用在有壓力的系統(tǒng)中,正壓與負壓均不可行。(1因磁力泵軸承的冷卻和潤滑是靠被輸送的介質(zhì),所以絕對禁止空運轉(zhuǎn),同時避免在工作中途停電后再啟動時所造成時空載運轉(zhuǎn)。(2被輸送介質(zhì)中,若含有固體顆粒,泵入口要加過濾網(wǎng):如含有鐵磁質(zhì)微粒,需加磁性過濾器。(3泵在使用中環(huán)境溫度應(yīng)小于40,電機溫升不得超過75。(4被輸送的介質(zhì)及其溫度應(yīng)在泵材允許范圍內(nèi)。工程塑料泵的

7、使用溫度<60,金屬泵的使用溫度<100,輸送吸入壓力不大于0.2MPa,最大工作壓力1.6MPa,密度不大于1600Kg/m3,粘度不大于30X10-6m2/S的不含硬顆粒和纖維的液體。(5對于輸送液為易沉淀結(jié)晶的介質(zhì),使用后應(yīng)及時清洗,排凈泵內(nèi)積液。(6磁力泵正常運行1000小時后,應(yīng)拆檢軸承和端面動環(huán)的磨損情況,并更換不宜再用的易損件。4離心工作原理及注意事項:4.1離心泵工作原理離心泵的主要過流部件有吸水室、葉輪和壓水室。吸水室位于葉輪的進水口前面,起到把液體引向葉輪的作用;壓水室主要有螺旋形壓水室(蝸殼式、導(dǎo)葉和空間導(dǎo)葉三種形式;葉輪是泵的最重要的工作元件,是過流部件的心

8、臟,葉輪由蓋板和中間的葉片組成。離心泵工作前,先將泵內(nèi)充滿液體,然后啟動離心泵,葉輪快速轉(zhuǎn)動,葉輪的葉片驅(qū)使液體轉(zhuǎn)動,液體轉(zhuǎn)動時依靠慣性向葉輪外緣流去,同時葉輪從吸入室吸進液體,在這一過程中,葉輪中的液體繞流葉片,在繞流運動中液體作用一升力于葉片,反過來葉片以一個與此升力大小相等、方向相反的力作用于液體,這個力對液體做功,使液體得到能量而流出葉輪,這時液體的動能與壓能均增大。離心泵依靠旋轉(zhuǎn)葉輪對液體的作用把原動機的機械能傳遞給液體。由于離心泵的作用液體從葉輪進口流向出口的過程中,其速度能和壓力能都得到增加,被葉輪排出的液體經(jīng)過壓出室,大部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能,然后沿排出管路輸送出去,這時,葉輪

9、進口處因液體的排出而形成真空或低壓,吸水池中的液體在液面壓力(大氣壓的作用下,被壓入葉輪的進口,于是,旋轉(zhuǎn)著的葉輪就連續(xù)不斷地吸入和排出液體4.2離心泵基本構(gòu)造離心泵的基本構(gòu)造是由六部分組成的,分別是:葉輪,泵體,泵軸,軸承,密封環(huán),填料函。1、葉輪是離心泵的核心部分,它轉(zhuǎn)速高輸出力大,葉輪上的葉片又起到主要作用,葉輪在裝配前要通過靜平衡實驗。葉輪上的內(nèi)外表面要求光滑,以減少水流的摩擦損失。2、泵體也稱泵殼,它是水泵的主體。起到支撐固定作用,并與安裝軸承的托架相連接。3、泵軸的作用是借聯(lián)軸器和電動機相連接,將電動機的轉(zhuǎn)距傳給葉輪,所以它是傳遞機械能的主要部件。4、軸承是套在泵軸上支撐泵軸的構(gòu)件

10、,有滾動軸承和滑動軸承兩種。滾動軸承使用牛油作為潤滑劑加油要適當一般為2/33/4的體積太多會發(fā)熱,太少又有響聲并發(fā)熱!滑動軸承使用的是透明油作潤滑劑的,加油到油位線。太多油要沿泵軸滲出并且漂*,太少軸承又要過熱燒壞造成事故!在水泵運行過程中軸承的溫度最高在85一般運行在60度左右,如果高了就要查找原因(是否有雜質(zhì),油質(zhì)是否發(fā)黑,是否進水并及時處理!5、密封環(huán)又稱減漏環(huán)。葉輪進口與泵殼間的間隙過大會造成泵內(nèi)高壓區(qū)的水經(jīng)此間隙流向低壓區(qū),影響泵的出水量,效率降低!間隙過小會造成葉輪與泵殼摩擦產(chǎn)生磨損。為了增加回流阻力減少內(nèi)漏,延緩葉輪和泵殼的所使用壽命,在泵殼內(nèi)緣和葉輪外援結(jié)合處裝有密封環(huán),密封

11、的間隙保持在0.251.10mm之間為宜。6、填料函主要由填料,水封環(huán),填料筒,填料壓蓋,水封管組成。填料函的作用主要是為了封閉泵殼與泵軸之間的空隙,不讓泵內(nèi)的水流不流到外面來也不讓外面的空氣進入到泵內(nèi)。始終保持水泵內(nèi)的真空!當泵軸與填料摩擦產(chǎn)生熱量就要靠水封管住水到水封圈內(nèi)使填料冷卻!保持水泵的正常運行。所以在水泵的運行巡回檢查過程中對填料函的檢查是特別要注意!在運行600個小時左右就要對填料進行更換。4.3離心泵操作時注意事項:禁止無水運行,不要調(diào)節(jié)吸人口來降低排量,禁止在過低的流量下運行;監(jiān)控運行過程,徹底阻止填料箱泄漏,更換填料箱時要用新填料;確保機械密封有充分沖洗的水流,水冷軸承禁止

12、使用過量水流;潤滑劑不要使用過多;按推薦的周期進行檢查。建立運行記錄,包括運行小時數(shù),填料的調(diào)整和更換,添加潤滑劑及其他維護措施和時間。對離心泵抽吸和排放壓力,流量,輸入功率,洗液和軸承的溫度以及振動情況都應(yīng)該定期測量記錄。離心泵的主機是依靠大氣壓將低處的水抽到高處的,而大氣壓最多只能支持約10.3m的水柱,所以離心泵的主機離開水面12米無法工作。5開車以來各泵運行情況及分析:精餾系統(tǒng)自開車以來各泵的運行狀況不是很好,經(jīng)常發(fā)生掉壓、不上量、及軸承軸套碎裂抱死等事故。尤其是開車初期,各塔內(nèi)雜質(zhì)、鐵屑較多,預(yù)后泵各回流泵均發(fā)生過軸套抱死軸承碎裂等事故。特別是預(yù)后泵和加壓塔回流泵因其工況復(fù)雜,壓力高

13、易汽化等更是頻頻出現(xiàn)事故,一度影響到了全廠的生產(chǎn)與運行。5.1預(yù)后泵運行情況及分析:在精餾系統(tǒng)中預(yù)后泵是事故發(fā)生最頻繁的泵,發(fā)生事故次數(shù)達到八九次之多,最短運行時間僅半小時左右,這與預(yù)后泵的工況及磁力泵的適用情況有密切關(guān)系。預(yù)后泵的工況特點是:雜質(zhì)多,尤其是鐵質(zhì)雜質(zhì)多,液體氣液混合易汽化,低壓向高壓輸送等。而磁力泵操作注意事項中明確規(guī)定1.防止顆粒進入2.不可用在有壓力的系統(tǒng)中在這樣矛盾的工況下預(yù)后泵頻繁發(fā)生事故是必然的。這表明當前預(yù)后泵在選型上存在缺陷,應(yīng)根據(jù)工況采用更加適合的離心泵就能最大化避免事故的發(fā)生,換成離心泵后運行平穩(wěn)使用效果良好。5.2加壓塔回流泵運行情況及分析:除去預(yù)后泵外發(fā)生事故最多的就是加壓塔回流泵,加壓塔回流泵的工況特點是:回流溫度高,回流液易汽化,雜質(zhì)較少,比較干凈。在開車初期,管道中雜質(zhì)較多,曾發(fā)生過軸套抱死等事故。開車穩(wěn)定后,加壓塔回流泵易發(fā)生的事故就是掉壓、易氣蝕等。經(jīng)各種努力還是不能避免氣蝕的發(fā)生,最后決定換成離心泵。換泵后