喬豪杰,宮 卿

(兗礦國(guó)泰化工有限公司 醋酸車間，山東 滕州 277527)

吸收甲醇送料泵超電流分析核算

喬豪杰,宮 卿

(兗礦國(guó)泰化工有限公司 醋酸車間，山東 滕州 277527)

某公司吸收甲醇送料泵在投用后，頻繁出現(xiàn)超電流的情況，嚴(yán)重影響系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文對(duì)泵超電流的原因進(jìn)行分析，并通過(guò)核算，提出整改措施并進(jìn)行實(shí)施，有效避免了高速泵電流過(guò)高。維護(hù)了系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

吸收甲醇送料泵；高速泵；電流；葉輪

1 設(shè)備概況

吸收甲醇送料泵為甲醇羰基合成醋酸工藝吸收工段的重點(diǎn)設(shè)備。把在吸收工段吸收過(guò)碘甲烷的甲醇送回反應(yīng)釜。該泵為某公司在2007年采購(gòu)的舊的美國(guó)勝達(dá)因公司生產(chǎn)的LMV312Z型高速泵，2014年安裝投入運(yùn)行。

其泵的具體參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 泵參數(shù)數(shù)據(jù)表

泵齒輪箱的具體參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 電機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)表

2 現(xiàn)狀調(diào)查

吸收甲醇送料泵車間在2014年4月組裝完畢，安裝后運(yùn)行正常，其電機(jī)電流在82A-85A左右，輸出流量在11～12m3/h。隨著泵的運(yùn)行，其效能逐漸下降，電流逐漸提高， 吸收甲醇送料泵的用電量在2016年1月份至3月份之間緩慢升高，均超過(guò)電機(jī)的額定電流。并且在3月29日電流達(dá)到93A，導(dǎo)致泵超電流跳車。

吸收甲醇進(jìn)料泵長(zhǎng)期在接近甚至超過(guò)額定功率下運(yùn)行，會(huì)使得電機(jī)定子線圈溫度升高，造成電機(jī)的使用壽命降低。頻繁跳車也影響醋酸裝置“安、穩(wěn)、長(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行 。

3 原因分析

3.1 密度變化

用密度計(jì)對(duì)輸送介質(zhì)取樣用密度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)介質(zhì)密度未出現(xiàn)明顯波動(dòng)。詳見(jiàn)表3。

表3 密度測(cè)量結(jié)果

3.2 泵汽蝕

吸收甲醇送料泵因超電流跳車后拆卸發(fā)現(xiàn)，吸收甲醇送料泵和泵殼出現(xiàn)了汽蝕(見(jiàn)圖1)，車間設(shè)備人員對(duì)其更換后，發(fā)現(xiàn)泵電流略有降低，II2501顯示其值為85-87A左右，電流有下降，單幅度較小。經(jīng)小組討論，把泵汽蝕歸不是造成吸收甲醇送料泵用電量電流過(guò)高的主要原因。

圖1 汽蝕的泵蓋

3.3 泵殼及泵蓋材質(zhì)不合要求

吸收甲醇送料泵泵殼及泵蓋原為碳鋼，在2014年開(kāi)車不足1個(gè)月，其泵殼及泵蓋出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕(詳見(jiàn)圖2、圖3)，造成流道擴(kuò)大，從而出現(xiàn)用電量急劇上升的情況，車間把對(duì)泵殼及泵蓋材質(zhì)升級(jí)到316L材質(zhì)，升級(jí)后泵殼和泵蓋未再腐蝕，滿足泵的實(shí)際需求，因此泵殼及泵蓋的材質(zhì)是合適的。

圖2 原碳鋼泵殼

圖3 原碳鋼泵蓋

3.4 葉輪直徑較大

吸收甲醇送料泵葉輪測(cè)量其直徑為115mm，輸出軸轉(zhuǎn)速為14150RPM。在高速軸轉(zhuǎn)速恒定的條件下，其葉輪直徑的大小直接影響到輸出液體的速度，影響泵的揚(yáng)程。根據(jù)泵的銘牌，吸收甲醇送料泵揚(yáng)程為452.05m，但實(shí)際上吸收甲醇送料泵運(yùn)行時(shí)，其出口壓力達(dá)到4.8MPa，遠(yuǎn)超其規(guī)定揚(yáng)程。根據(jù)泵功率與流量揚(yáng)程之間的關(guān)系，可以得出如果揚(yáng)程過(guò)高，會(huì)造成泵功率增大，導(dǎo)致泵電流過(guò)高。因此葉輪直徑過(guò)大為要因。

4 數(shù)據(jù)核算

測(cè)量拆卸下的吸收甲醇送料泵葉輪進(jìn)行，發(fā)現(xiàn)其直徑為115mm。同時(shí)查找運(yùn)行記錄，發(fā)現(xiàn)吸收甲醇送料泵的出口壓力為4.8MPa。經(jīng)過(guò)咨詢工藝技術(shù)人員：吸收甲醇送料泵輸送甲醇液體至反應(yīng)釜，因此泵出口壓力只要大于3.4MPa就能滿足使用需求。

根據(jù)高速泵理論揚(yáng)程計(jì)算公式1和葉輪端速計(jì)算公式2，對(duì)其揚(yáng)程進(jìn)行核算：

公式1 ：

公式2：

得其實(shí)際揚(yáng)程為：

遠(yuǎn)超其銘牌上標(biāo)示的揚(yáng)程420.05m。

根據(jù)離心泵切割定律：

同時(shí)為了保證與其他高速泵的通用性，選用直徑為110mm的葉輪，其揚(yáng)程為719m，其功率將為原來(lái)的0.875倍。因此：根據(jù)1～6月份吸收甲醇送料泵電流最高達(dá)到93A計(jì)算，改造后最高電流為81.39A；流量為10.52～11.48m3/h之間，出口壓力4.6MPa左右。滿足泵實(shí)際需求。

5 對(duì)策實(shí)施

根據(jù)實(shí)際工藝需求，需要把吸收甲醇送料泵的葉輪直徑由115mm縮小至110mm。

吸收甲醇送料泵葉輪為開(kāi)式葉輪，在加工前需制作葉輪假軸加工及葉輪固定螺栓，以固定葉輪。本次加工選用舊高速泵高速軸做假軸，然后加工誘導(dǎo)輪單頭螺釘作葉輪固定螺栓，然后對(duì)葉輪進(jìn)行加工(見(jiàn)圖4)。加工前后葉輪對(duì)比見(jiàn)圖5。

圖4 對(duì)葉輪進(jìn)行固定圖示

圖5 未加工和加工后的葉輪

圖6 DCS數(shù)據(jù)截圖

從控制室截取DCS數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖6，可以看出吸收甲醇送料泵的電流最高為81.5A，電流平均值80.8A左右，達(dá)到了預(yù)期目的。

6 結(jié)論

對(duì)吸收甲醇送料泵葉輪進(jìn)行加工，有效降低了泵的電流，避免了吸收甲醇送料泵因超電流而跳車，保證了系統(tǒng)的安全穩(wěn)定生產(chǎn)，也保護(hù)了設(shè)備自身處于良好的工況，為下一步提質(zhì)改造奠定了基礎(chǔ)。

[1] 勝達(dá)因原裝備件和服務(wù)部.美國(guó)勝達(dá)因公司單極高轉(zhuǎn)速離心泵說(shuō)明書(shū)[M].上海：美國(guó)勝達(dá)因公司上海代表處,2008:25.

[2] 江臘濤，許 硯，顏文軍.離心泵葉輪切割定律的試驗(yàn)研究[J].水泵技術(shù)，2017(02)：27-30.

(本文文獻(xiàn)格式：?jiǎn)毯澜?宮卿.吸收甲醇送料泵超電流分析核算[J].山東化工，2017，46(20)：117-118，122.)

2017-08-26

喬豪杰(1981—)，河南襄城人，設(shè)備工程師，2005年畢業(yè)于重慶大學(xué)機(jī)械學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)在從事設(shè)備管理與控制。

TQ051.21

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1008-021X(2017)20-0117-02