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菲鲁瓦高压煤浆泵运行故障分析及优化改造

[日期:2019-08-15] 来源:《中氮肥》2019年第4期  作者: [字体: ]

李振家,郭本陆

(陕西未来能源化工有限公司,陕西 榆林719000

 

       [摘  要] 陕西未来能源化工有限公司气化车间有8台投煤量2 000 t/d的多喷嘴对置式水煤浆加压气化炉(六开二备),配套16台菲鲁瓦双缸双作用高压煤浆泵。气化装置自20157月底投运以来,因原料煤煤种变化及煤浆质量波动,加之设备、工艺方面的因素,出现了缓冲罐压力表振动致气囊漏气、煤浆泵进出口软管频繁损毁、煤浆泵活塞杆轴封漏油、润滑油泵轴封漏油及煤浆泵出口软管隔膜阀阀杆断裂等问题。结合煤浆泵的结构特点及生产实际分析故障原因,并采取了一系列有针对性的优化改进措施,从而保证了煤浆泵的安全、稳定、长周期运行。

   [关键词] 高压煤浆泵;运行故障;缓冲罐压力表;进出口软管;活塞杆轴封;润滑油泵轴封;出口软管隔膜阀;优化改造

[中图分类号]  TH323[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201904-0044-04

 

1   

兖矿集团陕西未来能源化工有限公司(简称未来能化)国内首套百万吨级煤间接制油国家示范工程项目于201271日正式开工建设,主要生产装置包括4套空分装置、8套多喷嘴对置式水煤浆气化装置、3套低温甲醇洗装置、1套费托合成装置、1套油品加工装置等,设计产能为1 150 kt/a油品(柴油790 kt/a、石脑油250 kt/a、液化石油气100 kt/a等)。未来能化气化车间有8台投煤量2 000 t/d的气化炉(六开二备),于2015731日一次性投料试车成功,随着所用原料煤煤种的不断变化[生产初期,为稳定系统运行、积累操作经验,一般使用设计煤种(价格较高);随着系统运行趋于稳定,出于降本增效的目的,开始使用价格较低的煤种,这也是国内同类型煤化工企业的通用做法],煤浆质量也随之波动,高压煤浆泵进出口软管破损、气囊破损等问题开始严重影响装置的高负荷、长周期运行,装置开工率降低,装置的检修次数和检修工作量增加。可见,煤种的变化对煤浆输送设备提出了更高的要求,高压煤浆泵优化改造迫在眉睫。

2  菲鲁瓦高压煤浆泵简介

多喷嘴对置式水煤浆加压气化装置中,多采用德国菲鲁瓦高压煤浆泵(简称煤浆泵)输送浓度为59%62%的煤浆入气化炉,煤浆泵的稳定工作关乎气化装置的安全、稳定、长周期运行。未来能化气化车间煤浆泵(煤浆泵结构见图1)采用德国菲鲁瓦公司的“隔膜-软管-柱塞泵”双缸双作用煤浆泵,共16台(1台气化炉配置4只工艺烧嘴,1台煤浆泵供应2只工艺烧嘴,无备泵)。此种煤浆泵(1台)有4套进出口活门,每套出口活门都设计1套缓冲装置,理论上这种设计能够更加有效地保证煤浆泵出口煤浆压力和流量稳定;其入口隔膜腔设计为双隔膜形式(软管隔膜和平隔膜),介质呈直线运动流过通道,从流体流动的角度看,这对于输送悬浮液、粘性流体或有磨蚀性流体,以及不能暴露在重力下或含有固体的流体,尤其有利;在软管与平隔膜之间填充防冻液或25#变压器油[(因25#变压器油使用费用过高,现运行设备已全部更换为防冻液(检漏信号传递更灵敏)]充当驱动液,所有敏感部件均与被输送的流体隔离开来。此种结构的另一个特点是介质仅与软管隔膜和活门相接触,而不是像典型的隔膜活塞泵那样,介质同隔膜腔和压盖也分别会有接触,从而可避免泵受到介质的磨蚀和侵蚀;同时,这种结构也考虑到系统运行的安全性与稳定性,若运行中软管或平隔膜中的其一损毁,设备仍可以持续稳定运行,为系统停车解决问题提供充足的时间(制定应对措施),不至于措手不及,由此可大大避免事故的发生。

3  煤浆泵运行故障及优化改造

20157月底系统投料运行以来,煤浆泵整体运行较平稳,但因一些设备、工艺方面的原因,其运行过程中也出现了一些问题:系统运行初期,每年因煤浆泵流体脉冲振动引起气囊漏气导致的一对烧嘴跳车事故达24起;进出口软管(每台煤浆泵共有进出口软管8只)每次检修,其损毁率都在50%左右(虽不至于严重影响设备运行,但增加了系统的安全隐患,增大了检修费用);活塞杆轴封运行1 a后普遍存在因磨损而驱动液泄漏严重的问题;润滑油泵运行不足2 a亦因泵轴磨损而产生泄漏;出口软管隔膜阀因升压初期压差方面的原因其阀杆尾丝产生疲劳断裂,煤浆泵运行近2 a出现第一起出口软管隔膜阀断裂事故后,之后逐月递增,严重影响系统的稳定运行。总之,以上故障制约了整个系统的安全、稳定、长周期运行,消除上述故障和隐患也就成为检修及技改工作的主攻方向。

更多内容详见《中氮肥》2019年第4

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