屏蔽泵用于液氯输送的探析与改进

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欢迎访问e展厅 展厅 2 真空设备/泵展厅 水泵, 罗茨泵, 螺杆泵, 齿轮泵, 离心泵, ... 摘要：根据液氯屏蔽泵实际使用的情况分析了屏蔽泵在输送液氯过程中存在的气蚀及使用时间较短的原因，提出了改进措施。特别论述了进口管道和出口管道的设计要点及使用经验。 屏蔽泵最初用于输送爆炸性、有毒或易燃、易挥发液体，由于其高效的运输能力及无泄漏、不会爆炸等优点，在石化行业应用较广。随着技术的不断改进，特别是在允许安装高度上的降低，屏蔽泵输送液氯成为现实。 1 屏蔽泵输送液氯的原理 屏蔽泵的叶轮高速运转时，从人口管吸进液体，大部分液体加压后从泵出口排出，少部分液体从泵壳下部进入空心轴，后半部分被和轴连在一起的高速运转的辅助叶轮再次吸入并加压供给转子腔、滑动部件、轴的监控设备后再返回到泵的出口端，一并随直接排出的大部分液体混合排出到泵出口管道。由于转动部位被液体包围，物料液体既是润滑剂又是冷却剂；无须动环密封，只有后部的静密封，使得完全无泄漏安全的运行成为可能。由于整个腔体内的物料再次加压，低温液化气体不会闪蒸，不会气液共存，泵的运行更加稳定可靠。 2 泵的进出口运行工艺 2.1 泵进口的要求及问题点 用屏蔽泵输送液氯一般要求液氯冷冻过程是在氯气压缩到300 kPa左右的压力下再冷冻后进入液氯临时储罐(如果压力达到700 kPa，无需用泵即可直接进行液氯的灌装⋯)。这样，屏蔽泵的进口就有了足够保持其液化状态的压力。在液氯屏蔽泵的运行过程中，可能会出现液体 在入口管道汽化的情况，从而引起泵的气蚀，泵震动较大，出口压力突然降低。主要原因可能有以下几种。 (1)液氯泵安装位置较高，NPSH没有达到泵的-要求。在泵入口管道内压力不够，液氯汽化，造成泵气蚀。目前有的企业把泵安装到地下以增加气蚀余量，而国外许多企业都是把泵安装在和储罐同一个水平面上。 (2)液氯储罐内液位随着泵灌装的进行不断降低，已经低于泵的最低要求，但是没有连锁停止灌装。 (3)入口管道保温不好。当外界气温高时，液氯温度会随之上升，同样的压力下可能会产生部分汽化。笔者曾遇到这种情况。在泵运行不正常查找各方面的原因时，把泵入口侧保冷棉拆除约20 cm。运行时发现泵的监控曲线发生了根本改变，没有规律，输送能力下降，泵的电流由l2 A升高到13.6 A。另外，根据笔者经验，最好对泵的壳体也进行保冷处理(虽然有人认为泵壳内液氯已经被叶轮压缩，压力超过800 kPa，液化温度常温25℃即可 ，无需考虑保温)，泵壳有保冷措施可以纠正由于泵入口的问题产生的部分液氯汽化对泵叶轮产生的影响，由于温度降低有利于氯气汽化更加完全，而且在夏天温度较高的情况下，更能避免这种影响。 (4)入口管道有太多的阀门及弯管或大小头，虽然液氯的黏度并不大，约0.41 mPa.s ，根据阻力计算，阀门的阻力损失会使极易挥发的液氯产生气体，碰撞或涡流的产生将使泵的操作弹性降低，使用时间缩短。有的企业为了确保安全，在泵人口管上安装了2个截止阀和1个气动控制阀，泵的能力因而从12 t／h下降到10 t／h，下降了近20％ 。 (5)偏心异径管装反。空心囊在上容易积累气体，泵容易气蚀。 (6)液氯产品较脏，全部或部分堵塞泵空心轴，引起轴的不平衡，液体的二次分配不均匀，泵产生震动，产生气蚀。表现在仪表曲线上就是泵的径向震动偏大，从0.25 mm变为0.5 mm；轴向震动波动较大，在-0.2-0.5 mm之间。 (7)液氯冷冻温度太低，低于-15℃时，液氯中的微量杂质会冷凝，甚至变成蜡状固体，使管道变细，流速变大，能力下降，易产生气蚀。 (8)人口流速超过3 m／s。 (9)新的设备试运行，应在入口管道安装V形过滤器，经过定时运行，不断清理系统内杂物后拆除并恢复正常。 2.2 液氯临时储罐 为了减少液氯中的杂质和三氯化氮的积累，储罐应有一定倾斜角度，以保证液氯能完全输送出去，可设计储罐底部液氯出口管口紧贴容器器壁。建议液氯临时储罐室和液氯泵安放在不同的房间，防止单个有问题时互相影响，有利于及时施行安全保护措施。 2.3 泵体 化工泵体马达部分不能保温，如果做了保冷处理，冬天天气较冷时对泵影响不大，但是气温升高时泵的冷却效果会受到影响。温度测量处也要裸露在外面，温度测量处有结霜，说明空气湿度大，可以干燥处理，也可以不处理，因为屏蔽泵是用耐腐蚀材料做的。根据客户的需要，可以安装测泵内润滑部分的液体温度测量仪和测量泵轴的横向及径向位移的仪表，以便及时分析泵出现的问题。 2.4 泵的出口管道系统 2.4.1 排气管 液氯屏蔽泵的出口管路中，必须有一个单独的管道直接和液氯储罐相连，以保证开泵前排出泵及管路中的气体，特别是在运行中也可排出人口管道产生的少量气体。屏蔽泵具有优良的排气效果和精确的输送液体能力。无论何时，排气管都要保持畅通。否则，泵空心轴或腔体内存在少量永久气体，可造成泵的变载负荷，径向震动变大，泵的输液能力会不断下降，严重时泵压差可降到0。 2.4.2 限 流 液氯泵运转中，随着灌装情况的变化，泵的输液量可能增大到超过泵的最大输送量，可能会过载停车，影响安全。因此建议泵出口主管使用最大限流孔板，在排气管路安装最小流量限流孔板。根据国外液氯泵使用经验，结合自己实际操作效果，建议有条件的企业使用液氯屏蔽泵时，在液氯灌装管路和排气管路都安装自控气动薄膜截止阀，用压力来控制阀门的开度，这样，液氯泵可运行一年不用停泵清理杂物。由于投资较大，操作设计要求较高，各企业应根据实际情况选择。 2.4.3 灌 装 液氯的灌装管路系统要有压力泄放缓冲罐，防止长时间停止灌装管道内余氯升温超压发生危险。液氯的灌装数量应该稳定，液氯泵应处于稳定的运行状态，减少气体的挥发，延长泵的使用寿命。由于液氯干燥系统或除雾设备的缺陷，液氯中总有微量杂质存在。在选型时泵的能力应超过灌装最大量的50％，可以延长泵的运行时间，减少泵清洗次数。 2.4.4 安全事项 屏蔽泵输送的液氯压力很高，如果发生泄漏，影响面非常大，应该设立泄漏时泵立即连锁停车的措施，可在监控室面板上设定连锁停车的径向震动值、轴向震动值和液氯储罐的最低限位连锁停车值等。 3 泵的运行 3.1 开泵 开泵前应灌泵，灌泵时先全部打开出口管路使排气畅通，再泵到罐人口，依次打开阀门。从温度曲线看灌泵时间一般最少1.5 h，超过2 h泵内温度基本维持不动，泵的内部部件才能全部被液氯浸润，内部的气体可以减到最少。泵启动后应迅速调整到最小流量，观察泵压力最高值、泵的径向震动值，正常后可慢慢提高到正常流量。灌装时应保证管道内液氯的压力，不能太低，否则液氯充满管道的瞬间流量过大，可能因没有装最大流量限流板而发生泵突然停止。 3.2 清洗 液氯屏蔽泵精密性高，长时间运行，杂质会沉淀在空心轴内、转子腔缝隙、后部润滑部位等，引起泵的性能下降，此时必须清洗泵。残余液氯放空后，方可拆泵。清洗时，为了保证清洗效果，建议由专业公司清洗，或者泵直接安装在清洗系统管路用淡碱水或水清洗，如果有技术优势可以打开泵后盖彻底清洗(没有把握不要拆，可能由于密封不好引起泄漏)。如果清洗质量不好，结垢不均匀可能使泵的运行更加恶化。 泵清洗完毕要用露点低于-40℃ 的仪表空气完全吹扫干燥，避免杂质的影响。 此外，长时间停泵时最好将液氯排空。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (3/23/2011)