双软管煤浆给料泵出口,流量压力波动的原因分析及解决措施
摘 要：介绍了菲鲁瓦双软管煤浆给料泵工作原理，对双软管煤浆给料泵出口压力流量波动问题进行了分析，找出了引起压力流量波动的原因，并提出了解决办法。
关键词：煤浆泵 压力 流量 波动
榆林能化甲醇厂一期60万吨/年项目2008年建成投产，为当时国内单套最大甲醇生产装置。主要生产工艺为原料煤经磨煤系统制成水煤浆，水煤浆再由煤浆给料泵加压送至气化炉，与空分装置生成的纯氧发生不完全燃烧反应生成CO、CO2、H2等成分的粗煤气，然后进入变换装置调整氢碳比，再经低温甲醇洗洗涤后，进入合成塔合成甲醇。由于该生产系统为当年国内单套最大装置，煤浆给料泵为菲鲁瓦首批特制，使用期间出现了许多问题，本文仅对此双软管煤浆给料泵使用过程中出现的压力流量波动问题进行分析研究。
一、双软管煤浆给料泵工作原理
双软管煤浆给料泵为菲鲁瓦软管隔膜泵改进泵型，它采用一只外套在原有软管上的软管取代了平隔膜，这个设计理念延长了平隔膜的使用寿命，简化了液力端的结构，方便加工，同时降低了制造成本。此泵仍是利用液体不可压缩性，在泵的液力端，往复运动的活塞致使液压驱动液产生体积变化，此液力驱动力直接作用在双软管上，对双软管内的介质进行做功。介质从进口管路通过单向止逆阀，进入软管腔，受到软管挤压后，通过单向止逆阀进入出口管路，完成一个冲程做功。
二、煤浆泵出口压力波动原因分析及解决办法
1.出口缓冲罐失效，出口压力波动。系统运行初期，三台煤浆给料泵均频繁出现出口缓冲器漏液失效，出口压力波动大问题。停车拆检发现缓冲器存在双软管撕裂，压盖翘边等现象，以致防冻液流失，缓冲器失效，造成流量压力波动，煤浆管线振动大。经分析我公司使用的TGK 400/400-K200-DS230 HD泵为当时国内气化装置压力和流量最大的泵，缺乏实践检验，该泵出口缓冲器结构上不合理，该软管型脉动缓冲器组件满足不了泵做功系统的脉动要求，系统脉动超出了软管径向脉动范围，软管本体出现不协调移动并附加轴向蠕动，导致频繁翘边、撕裂。
解决办法：对出口缓冲罐改造，将卧式水平安装与煤浆直接接触缓冲器改为立式非直接接触，消除缓冲器内沉积煤浆对软管不均衡力，以达到平衡系统脉动要求。
2.泵头软管之间有空气，致使泵做功不平衡，造成压力流量波动。2011年1月A#气化炉投料运行，加负荷过程中，煤浆流量波动大，系统被迫停车。经检查发现P6103A泵2#缸双软管之间存在空气，由于空气的可压缩性致使2#缸做功不足，引起煤浆流量压力波动。自运行以来，煤浆给料泵多次出现泵头双软管之间空气排不净或进气问题，经分析主要原因有以下几点：
2.1双软管之间防冻液添加量过少，无法有效将气体赶出。
2.2双软管之间压板排水线长期挤压失效，无法有效排气。
2.3排水点压敏开关单向阀失效进气。
解决办法：（1）内侧软管制作时，软管外侧制作一条宽8mm，高1mm的凸起，安装后两层软管之间形成直上直下的微小間隙，便于引导空气、防冻液顺利排出。（2）双软管安装到位，先紧固下部压盖，恢复入口单向阀，向内侧软管加满水，然后向软管之间注入防冻液，直至防冻液溢出为止，用木杆搅动，确保空气全部排出。（3）对压板排水线车床车削0.2mm，增大间隙，减小阻力，保证空气顺畅排出。（4）定期检查压敏开关单向阀，研磨或更换，并在软管之间空气防冻液排净后用丝堵堵上。
3.高位油箱排气补油阀补排油不均衡，造成压力流量波动。2012年6月12日P6103B运行期间出现流量波动，波动量在3-5m3/h，检查发现：流量计正常，出口缓冲器氮罐压力正常，但高位油箱油位上下浮动大，邮箱内补排油声音频繁。6月29日停车对P6103B高位油箱检查测量发现排气补油阀下部撞针磨损，阀球与撞针间隙达到1.3mm，远远超出了设计值0.6mm（图1），以致补油不均衡，导致压力流量波动。
高位油箱补排油不均衡，引起流量波动原因有以下几点：
3.1排气补油阀下部撞针磨损，导致间隙过大，或安装时间隙过小，引起补排油不均衡，导致流量波动。
3.2高位油箱内超压保护安全阀密封面磨损或弹簧失效，排气补油阀频繁动作，引起流量波动。
3.3泵头上部联通外侧软管驱动液排气阀定压弹簧失效，驱动液过量向高位油箱排出，引起排气补油阀动作，造成流量波动。
解决办法：（1）定期对高位油箱进行检查，清理油泥，对撞针修复或更换，保证安装设备关键尺寸合格。（2）更换泵头软管、拆检高位油箱时确保干净，加油时严格过滤，对超压保护安全阀定期检查校验。（3）定期对泵头上部联通外侧软管驱动液排气阀检查更换，保证正常排气排液量。
4.单向阀阀球破裂密封失效，造成煤浆流量、压力波动。2013年3月15日P6103C煤浆流量波动大，3#缸出口单向阀有敲击声，阀况探头报警。停车检查发现3#缸入口单向阀上部阀球破裂，下部阀球有裂纹，致使入口单向阀密封不严，泵做功流失，导致3#缸做功不足，引起流量波动。
解决办法：（1）要求设备供应商严控阀球备件质量，确保阀球正常使用寿命。（2）定期对泵进出口单向阀进行拆检，检查阀球及密封胶皮运行情况，若阀球麻点多、裂纹、破裂及时更换，密封胶皮磨损更换。
三、结语
菲鲁瓦双软管煤浆给料泵在国内煤化工行业应用广泛，其运行状况直接影响企业经济与安全效益，煤浆压力、流量波动极易造成气化炉过氧爆炸等灾难性后果。本文通过实例对造成煤浆给料泵出口压力、流量波动原因进行了分析，并提出了解决措施，为此类设备运行维护提供了一定的借鉴。
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