MTBE装置旋涡泵的失效研究.pdf

第25卷第4期
广东石油化工学院学报
Vol 25 No 4
2015年8月
Journal of Guangdong University of Petrochemical Technology
August 2015
MTBE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MIBE(甲基叔丁基醚)裝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。
旋涡泵的工作原理及特点
1.1旋涡泵的工作原理
出口
进口
旋涡泵(也称涡流泵)是一种叶片泵。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1。叶片由铣出叶轮
泵壳
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
轴
排出口均在叶轮的外圆周处。吸入口与排出口之间
流道
有隔板,由此将吸人口和排出口隔离开。旋涡泵结
转向
构如图1所示。
图1旋涡泵结构示意图
灌泵后,泵体内的液体分为两部分,叶片间的液体和流道内的液体。当原动机通过轴带动旋渴泵内的
叶轮旋转时,受到旋转叶轮的离心力作用,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,液体就不断从吸入口进人叶轮,并
重复上述运动过程2。
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
作者筒介:陈权(1969-),男,广东茂名人,工程师,主要从事石油化工设备管理工作。
第4期
陈权:MTBE装置旋涡泵的失效研究
介质。旋涡泵不能用出口阀调节流量,只能采用旁路调节。旋涡泵一般具有自吸能力(有的需要外加自吸
装置),启动时不需灌泵,应开阀启动。
2MTBE装置旋涡泵的失效分析
某石化企业MTBE装置萃取水用的旋涡泵型号为XWB-150/4,该泵在运行几个月后,流量开始逐渐
降低,最后流量变为零,严重影响了装置的安全生产。本文为此对旋涡泵作解体分析。
2.1泵体与泵盖密封面失效
泵入口与出口介质走短路,导致泵扬程降低,流量下降,以至影响介质的输送。
2.1.1失效原因分析
泵吸入口与排
泵体与外壳体之间的密封面是泵吸入口与泵排
在此增加O
出口间的密
排出口
出口的主要密封面,原设计是通过泵体与外壳体紧
型密封
密配合,中间没有垫片。泵体紧固螺栓部位的密封
面最小处只有2mm宽。由于没有密封垫片,在安
吸入口
装过程中极易造成密封不严,形成介质对密封面的
腐蚀及冲刷,造成密封面损坏。从图2观察到:泵体
与外壳体之间的密封面由于介质的腐蚀及冲刷,导
致密封面已经失效。
图2涡流泵壳体
2.1.2应对措施
1)处理好泵吸入ロ与排出ロ之间的密封。对损坏的泵吸入口与排出口的密封面进行修复磨平处理,
并增加密封垫;另外为防止该密封垫不易被击穿,在泵体外径(原来是非密封面)上再增加一个耐油橡胶
“O”型圏(安装位置如图2所示),作为加强泵吸入口与排出口之间的密封。通过运行测试,效果良好。
2)完善操作步骤。启动泵前首先要开泵入口阀进行灌泵,在泵出口管路装有单向阀时全开泵出口阅。
如泵出口没有单向阀,则需在开泵前,在泵出口阀预先开一定的开度,才能启动泵,避免在启动泵时高压击
穿泵吸入口与排出口之间的密封。
2.2介质对泵内件腐蚀及汽蚀造成短路失效
2.2.1失效原因分析
由于泵体输送介质为萃取水,具有较强的酸性,
泵吸入口与排出口
酸性物质对泵体有腐蚀作用;另一方面,泵体进口管
吸人口
之间隔板腐蚀严重
萃取水压力低(泵入口的塔-3操作压力为常压,液
排出口
面与泵体高度为2米),温度高(100℃左右),此时泵
内的萃取水已经达到部分汽化状态,泵容易出现半
抽空现象,造成泵汽蚀现象严重。此外,由于介质对
泵体的腐蚀及泵体被汽蚀冲刷的共同作用,泵体入
口与出口间的隔板腐蚀严重,造成间隙过大,介质走
短路,至使泵出口压力偏低或泵不上量。
图3系体隔板腐蚀严重
从图3中可以看到,泵体由于被腐蚀及在汽蚀的作用下,泵体内腔出现许多坑点,泵体的吸入口与排
出口之间隔板腐蚀损坏严重。
2.2.2应对措施
1)对泵吸入口与排出口间的隔板进行修复。首先对损坏的隔板进行堆焊,然后再切割处理。当损坏
严重时,应更换泵壳体。
2)调整介质的温度,避免汽蚀产生。第一种方法是在泵入口补充注入常温新鲜水,降低泵入口水的
温度,防止介质汽化,同时可降低介质的酸度,降低腐蚀速率;另一种方法是在泵入口管路上增加冷却器,
对萃取水进行冷却处理,防止泵汽蚀。