乙烯裝置低溫泵的選型與操作問題探討

1、乙烯裝置低溫泵的選型與操作問題探討摘要：聚氯乙烯輸送裝置中還含有一些用于翰送易燃低溫防爆介質(zhì)的新型離心 聚，由于它們輸送的多導(dǎo)體為易燃易爆低溫介質(zhì)，且輸送溫度很低，容易發(fā)生氣 化，因此對于此類新型低溫泵的材料選型及具體操作方式有更高的技術(shù)要求。文 章主要介紹了大型乙烯低溫裝置設(shè)備中的乙烯低溫燃料泵選型和具體操作原理方 面以及應(yīng)該要注意的一些問題，為提供相關(guān)設(shè)備工程技術(shù)人員使用提供一定的技 術(shù)參考。關(guān)鍵詞：乙烯裝置；低溫泵；操作目前僅有世界上以輕型石腦油和重型輕柴油進行裂解制得的乙烯，且大部分企業(yè)采用固 定順序空氣分離的工藝流程。在采用乙烯復(fù)合裝置的低溫機械水泵中，低溫泵本文的操作工 況使用條件

2、比較苛刻，因而對它的設(shè)計和使用操作都已經(jīng)提出了比較高的技術(shù)要求，本文主 要是來探討關(guān)于低溫泵在設(shè)計選型和操作過程設(shè)計中的一些注意事項。1低溫泵的選型1.1基本結(jié)構(gòu)為充分適應(yīng)筒袋低溫泵苛刻的作業(yè)工作低溫條件，通常在單層乙烯低溫裝置中可以選擇 雙層乙烯殼體的立式筒袋低溫泵，即下表api610中的新型vs6或新的vs7型離心筒袋泵，如 下表圖2所示。這主要因為用戶的臥式泵體在輸送各種低溫氣體介質(zhì)時，處于低溫冷態(tài)下的 臥式機械氣動密封難以有效確保密封泵的性能；并且輸送介質(zhì)過程中的不穩(wěn)定溶解惰性氣體 和比如硫化氫氣或其它局部易于氣化的其他氣態(tài)氣體介質(zhì)難以迅速排除；同時臥式泵體的降 溫保冷比較困難。而且在

3、選用立式筒袋液壓泵時，可以有效增大泵體機械材料密封與其他低 溫液體介質(zhì)的作用距離；進水排氣也方便；由于泵體地下部分完全埋于地下，因此泵體不受 液壓電機中的熱風(fēng)、空氣環(huán)境溫度、日照的因素影響，易于隔熱保冷；且立式泵體內(nèi)部結(jié)構(gòu) 十分對稱，在泵體溫度發(fā)生變化時泵體變形也比較均勻；立式泵體結(jié)構(gòu)設(shè)計使其最好的適合 于液壓裝置內(nèi)部汽蝕劑殘余量低的應(yīng)用場合，首級葉片齒輪使其處于最低的移動位置，首級 葉輪與吸出泵體和吸入泵出口處的中心線之間的移動位能和誤差大大增加了立式液體泵的灌 注壓力頭，大大增加了首級葉輪入口處的NPSHa；雙層殼體的內(nèi)殼全部浸沒于介質(zhì)中，外殼 只承受吸入壓力，內(nèi)外殼之間相對的壓差減小，有

4、利于提高整體的強度。1.2材料選擇為了保證一臺低溫泵長期穩(wěn)定正常運轉(zhuǎn)，低溫操作工況下的保溫材料條件選擇一直是非 常重要的一個問題。通常與密封介質(zhì)完全接觸的這種金屬材料一般選擇的是奧氏體鋼或不銹 鋼，如0cr18ni9，0cr18nil2mo2等；而在低溫泵密封中的這種非金屬材料主要是應(yīng)用在高速 軸承密封處，常用的材料如石墨（最低-240C）、玻璃纖維剛性增強劑和聚四氟乙烯（最低- 212C）等。1.3軸承與潤滑對于立式多級滾動結(jié)構(gòu)的大型低溫泵，軸承主要可以分為上滾動軸承和下滾動軸承。上 油式軸承一般又稱為專用滾動機械軸承，位于滾動機械軸的密封上端或在專用的滾動軸承箱 內(nèi)，并通常采用有機稀油進行

5、潤滑，若發(fā)現(xiàn)有必要的油應(yīng)及時增加進入軸承箱內(nèi)以輔助輸送 冷卻水的管路。下滑動軸承主要為液流導(dǎo)向向下滑動式的軸承，浸沒于各種低溫潤滑介質(zhì)中， 并由高溫介質(zhì)滑動進行高溫潤滑；下滑動軸承主要用于起中間滑動支撐帶的作用，來有效限 制泵軸的內(nèi)部徑向受力跳動，可根據(jù)不同泵軸跳動長短不同也可設(shè)置不同承載數(shù)量的滑動軸 承。1.4軸封乙烯密封裝置確保低溫泵的正常工作空氣介質(zhì)多數(shù)均為易燃易爆空氣介質(zhì)，若同時發(fā)生 空氣泄漏情況會很危險，因此我們需要及時進行可靠性的密封。鑒于泵送介質(zhì)極易發(fā)生氣化， 通常一般采用二級有壓式雙傳動端面填料機械傳動密封，密封面的輔助泵送系統(tǒng)一般采用 plplan53，在兩道機械密封之間由于

6、充人泵送帶有高壓氣化隔離液，使帶壓隔離液的氣化壓 力遠遠高于泵送介質(zhì)內(nèi)部氣化液的壓力，防止其高于氣化壓力造成介質(zhì)密封面上的磨損；同 時即使介質(zhì)主部件密封面的損壞容易發(fā)生介質(zhì)泄漏，由于帶壓隔離液氣化壓力遠遠高于介質(zhì) 密封面的介質(zhì)氣化壓力，也不會直接使得無人泵送后的介質(zhì)向外發(fā)生泄漏，而只是使得隔離 液直接進入無人泵送介質(zhì)之中，從而可以保證介質(zhì)密封面的性能。2低溫泵的操作2.1低溫泵的輔助管路低溫泵的輔助管路系統(tǒng)，除密封輔助系統(tǒng)、軸承冷卻管路之外，在泵的進出口管路上應(yīng) 有排氣口，便于泵在預(yù)冷時檢查預(yù)冷效果，以及開車時排凈泵體和管路中的氣體進行灌泵； 泵體上應(yīng)有氣相線接口，通常接到塔或罐的頂部，用于防

7、止泵運行出現(xiàn)汽蝕造成泵體振動； 為便于開車清洗吹掃和空氣置換，有時也設(shè)有吹掃管口。2.2低溫泵的開車相比較而言，在乙烯裝置的機泵當中，低溫泵的開車是比較復(fù)雜的，時間也比較長，初 次開車可能需要24h甚至更長，開車過程大概需要經(jīng)以下幾個步驟。2.2.1清洗低溫泵在制造、安裝及儲運的過程中，泵體內(nèi)不太衛(wèi)生，針對部分進行清潔，不然雜質(zhì) 在低溫工況下容易結(jié)冰，嚴重時下會影響泵的安全運行。清洗的步驟：第一步溶劑（一般使 用汽油）注入泵內(nèi)以溶解油污，第二部用干燥的氮氣將溶劑吹掃干凈，第三部注人無水甲醇， 以吸收任何水分，最后一步再將甲醇吹掃干凈。2.2.2吹掃和置換為了有效確保泵內(nèi)清潔，通常在每次清洗之后

8、還需要繼續(xù)進行至少1個小時的干燥的雙 氧氮氣泵和吹氣清掃。由于使用低溫泵體的輸送多數(shù)均為易燃易爆的化學(xué)介質(zhì)，若低溫泵體 內(nèi)部累積存放了一定量的氣和空氣，就極易可能產(chǎn)生泵體爆炸，因此泵在運轉(zhuǎn)前一定要及時 通入干燥的氣和氮氣，把低溫泵體里面的大量空氣通過置換釋放出來，將低溫泵體內(nèi)空氣含 氧量始終控制在泵體允許濃度范圍以內(nèi)。此外還在開車前用高壓低溫泵對氮氣進行置換也同 樣可以直接起到初步預(yù)冷的降溫效果。2.2.3預(yù)冷2.2.4開車當預(yù)冷調(diào)溫結(jié)束后，確認水泵軸承密封處不可能存在泵體結(jié)冰并可以進行快速盤車，沒 有任何問題就立即可以停始開車；如果不能盤車電動車，可能主要是因為預(yù)冷調(diào)溫效果差異 而引起泵體變

9、形不均或者是泵軸本身預(yù)冷質(zhì)量可能存在一些問題，需要將預(yù)冷介質(zhì)全部給釋 放掉，泵水溫恢復(fù)到正常溫后可再進行日常檢查。開車前，應(yīng)對汽車有關(guān)機械參數(shù)設(shè)定進行 檢查確認，如汽車儀表盤應(yīng)聯(lián)鎖裝置設(shè)定、電氣安全保護裝置設(shè)定、密封件和輔助系統(tǒng)設(shè)定 壓力、軸承上應(yīng)加注電機潤滑油等。在車輛開車后1h內(nèi)，應(yīng)密切注意檢查記錄車輛有關(guān)的 水泵運行狀態(tài)參數(shù)如水泵出口工作壓力、軸承工作溫度、泵體機械振動、密封件及輔助傳動 系統(tǒng)的工作狀況等，直到車輛低溫泵穩(wěn)定正常運轉(zhuǎn)，如出現(xiàn)異常情況應(yīng)立即緊急停車。結(jié)束語低溫泵因其嚴酷的操作工況在高速開車和正常運行使用過程中往往出現(xiàn)故障率比較高， 本文對聚氯乙烯霧化裝置專用低溫泵的產(chǎn)品選型和生產(chǎn)操作原理進行了簡要的經(jīng)驗總結(jié)以及 歸納，希望本文可以對長期從事裝置低溫泵產(chǎn)品設(shè)計和生產(chǎn)操作的技術(shù)人員企業(yè)提供一定的 技術(shù)參考和操作幫助。參考文獻：1盛在行，王