卢志勇，廖智全
（中海石油化学股份有限公司，海南 东方572600）
［摘 要］中海石油化学股份有限公司2 500 t/d甲醇装置中压锅炉给水泵（A泵由汽轮机驱动，常开；B泵由电机驱动，常备）属于双壳体、径向剖分、卧式多级离心泵（筒型泵），自2010年10月投运以来一直运行良好。2018年6月，中压锅炉给水泵A计划性大修过程中发现其泵盖第一止口面、泵盖第一端面有较为严重的冲刷腐蚀现象。深入分析泵盖冲刷腐蚀机理、形成过程及冲刷腐蚀原因，采取了相应的修复和改进措施——采用堆焊增材修复技术恢复了泵盖原有的尺寸精度、表面粗糙度以及形位公差，并在泵盖第二止口面增设一道O形密封圈。中压锅炉给水泵A泵盖修复和改进措施实施后，现场回装并一次开车成功，运行状况良好，至2024年4月大修期间检修，其泵盖没有冲刷腐蚀的迹象。
［关键词］中压锅炉给水泵；泵盖冲刷腐蚀；原因分析；堆焊增材修复；优化改进；O形密封圈；运行状况
［中图分类号］TH311 ［文献标志码］B ［文章编号］1004-9932（2025）05-0056-05
0 引 言
中海石油化学股份有限公司二期甲醇装置设计产能为2 500 t/d，于2010年10月投运，采用英国戴维（DAVY）公司的低压甲醇合成工艺生产纯度达99.99%的高纯甲醇产品。其中，中压锅炉给水泵（A/B）是二期甲醇装置的关键动设备之一，为嘉利特荏原泵业有限公司生产的多级离心泵，其主要任务是将来自脱氧槽压力约0.038 MPa、温度约109 ℃的脱盐水升压至5.21 MPa，一部分（流量约60 m3/h）送至辅锅产生压力约3.25 MPa、温度约355 ℃的中压蒸汽（中压蒸汽最终进入中压蒸汽总管，供转化炉和中压蒸汽透平等使用），另一部分（流量约5 m3/h）送至第一甲醇合成汽包和第二甲醇合成汽包产出压力约1.7 MPa、温度约220 ℃的低压蒸汽（低压蒸汽供饱和塔循环水加热器使用）。
2018年6月，二期甲醇装置计划性停车大修期间，发现中压锅炉给水泵A泵盖第一止口面、泵盖第一端面有较为严重的冲刷腐蚀现象。为此，通过深入分析泵盖冲刷腐蚀机理、冲刷腐蚀形成过程及冲刷腐蚀原因，提出了行之有效的应对措施，采用堆焊增材修复技术恢复了泵盖原有的尺寸精度、表面粗糙度以及形位公差，并据泵盖的结构及冲刷腐蚀机理进行了相应的改造，彻底解决了中压锅炉给水泵A泵盖冲刷腐蚀问题。以下对有关情况作一介绍。
1 中压锅炉给水泵概况
1.1 中压锅炉给水泵结构型式
中压锅炉给水泵整体结构属于双壳体、径向剖分、两端支撑卧式多级离心泵（筒型泵），由吸入段、中段、导叶、泵盖、尾盖、叶轮、轴、平衡鼓盘及平衡套等零部件组成，符合《石油、重化学和天然气工业用离心泵》（API 610）相关设计标准。中压锅炉给水泵设置有2台（一开一备，2台泵规格完全相同），中压锅炉给水泵A利用装置自产蒸汽由汽轮机驱动以节约用电，中压锅炉给水泵B由电机驱动，正常生产过程中中压锅炉给水泵A一直连续运行，中压锅炉给水泵B仅作为备用泵——当中压锅炉给水泵A由于故障或某种原因停车时，中压锅炉给水泵B立即启动，以保证系统的连续运行。中压锅炉给水泵采用带中间加长节叠片联轴器与汽轮机或电机连接，径向轴承采用剖分式滑动轴承，主要用来承担转子的重量及运行时的径向载荷，同时保证转子与定子之间的同心度；止推轴承采用一对型号为7216、背对背（BD）安装的角接触球轴承，主要用来承受残余轴向力；轴封采用单端面、平衡型集装式机械密封。中压锅炉给水泵剖视图如图1。
1.2 中压锅炉给水泵主要性能参数
型号TDF150-120×5，转速2 430 r/min，进口压力0.294 MPa、出口压力5.21 MPa（最大允许工作压力8.25 MPa），温度109 ℃（最大允许工作压力时温度137 ℃）；额定流量153.40 m3/h，最小连续流量40 m3/h，额定功率124 kW，泵效率56%，扬程488 m，有效汽蚀余量（NPSHa）14.8 m、必需汽蚀余量（NPSHr）3.9 m，最大声压级85 dB（A）。
2 中压锅炉给水泵运行情况及故障现象
中压锅炉给水泵自2010年10月投运以来，一直运行良好，泵出口压力、流量等符合设计要求，轴振动、轴温、轴位移无异常，典型运行参数：轴承驱动端振值（VI6043A/VI6044A）23.2 μm/23.9 μm，轴承非驱动端振值（VI6045A/VI6046A）8.6 μm/13.3 μm；轴承驱动端温度（TI6038A）58.0 ℃，轴承非驱动端温度（TI6039A/TI6040A）63.9 ℃/63.9 ℃；转子位移（ZI6047A/ZI6048A）-0.243 mm/-0.255 mm。
2018年6月二期甲醇装置计划性停车大修期间，中压锅炉给水泵A大检修过程中发现其泵盖第一止口面、泵盖第一端面有较为严重的冲刷腐蚀现象（二期甲醇装置投产以来长达14 a的运行过程中，一直是中压锅炉给水泵A连续运行，中压锅炉给水泵B作为备用泵基本上没有运行，也没有检修，大概率不存在冲刷腐蚀的情况），冲刷腐蚀区域在泵盖第一止口面、泵盖第一端面位置，约占吐出环内侧（碟簧的外弧面和吐出环外端面也有局部冲刷腐蚀痕迹，冲刷腐蚀程度较轻）定位止口圆周的1/2，宽度约50 mm；冲刷腐蚀面呈条纹沟壑状，表面有锈迹，这些条纹沟壑有明显的方向性，沿圆周由外向内、由浅到深分布，在泵盖第一止口面和泵盖第一端面的直角处沟壑达到最大，用手触碰其表面纹理非常粗糙；冲刷腐蚀处最大深度约5 mm，约占整个冲刷腐蚀区域的20%，有60%的区域冲刷腐蚀深度约为3 mm。中压锅炉给水泵（A）作为甲醇装置的关键动设备，其泵盖长期处于高温、高压、高速流体环境中，且可能受到含有固体颗粒、腐蚀性离子或气液两相流的冲击，出现严重的冲刷腐蚀，必须彻底处理，否则冲刷腐蚀继续扩大必将影响设备的安全、稳定、长周期运行，甚至影响整个甲醇装置的正常生产。
3 泵盖冲刷腐蚀机理与形成过程及原因分析
3.1 泵盖冲刷腐蚀机理
冲刷腐蚀是金属表面与腐蚀性流体之间由于高速相对运动引起的金属损伤，是流体的冲刷与腐蚀协同作用的结果[1]，冲刷导致金属材料力学损伤（材料以固体颗粒形式脱离金属表面），腐蚀导致金属材料电化学或化学损伤（材料以离子形式脱离金属表面[2]）。高压高速流动的锅炉给水强力的冲刷作用不仅造成中压锅炉给水泵泵盖表面形成的保护膜减薄、破裂，还造成保护膜局部剥离，泵盖不断露出新鲜基体，致使腐蚀过程加速；泵盖在锅炉给水的腐蚀作用下，不仅表面粗化而形成局部的微湍流，还会溶解掉泵盖表面的热处理硬化层而露出内部较软的基体，促进冲刷过程。简言之，在冲刷和腐蚀的协同作用下，泵盖产生了较为严重的冲刷腐蚀。
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