计量泵在聚丙烯装置应用中的常见故障排除及注意事项
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摘 要：双隔膜计量泵是Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工艺技术中的一个关键设备，计量泵运行是否平稳，计量精度是否满足要求等直接影响到丙烯聚合反应和产品质量以及装置的长周期运转。本文介绍了呼和浩特石化公司聚丙烯装置（以下简称呼石化聚丙烯）在生产过程中经常碰到一些计量泵故障和故障原因分析、应对措施以及使用过程中总结的一些经验。
关键词：隔膜泵；故障；处理方法；注意事项
中图分类号：F41 文献标识码：A
呼石化聚丙烯装置催化剂计量系统中，有两种助剂采用型号为：PULSAFEEDER 880-S-AP的液压双隔膜计量泵加入到反应器。其中P101A/B输送的介质TEAL（三乙基铝）为遇空气着火、遇水爆炸的危险化学品；P104A/B输送的介质DONOR（环己基甲基二甲氧基硅烷）也是不能随意排放到环境中的化学品。介于这几台泵输送介质的危险性和两台泵在装置中的关键性。能否快速排除故障并且减少泵头不必要的拆解，对于装置的长周期运行、安全生产有着重要的意义
1 计量泵工作原理简介
PULSAFEEDER 880-S-AP计量泵大体由电机、传动机构、泵头组件、气动冲程调节机构组成。泵工作时，电机驱动蜗杆转动，带动涡轮和偏心轮转动；偏心轮作用到柱塞（滑杆），同时在复位弹簧的作用下实现柱塞（滑杆）的往复运动；液压腔中液压油的体积随着柱塞（滑杆）的往复运动增大、减小，从而带动膜片来回鼓动，通过泵头出入口单向阀与之相配合的启闭，实现吸排的过程，达到输送液体的功能。计量泵流量的调节，通过DCS给出信号改变供给气动冲程调节机构的仪表风压力，来改变限位杆的位置，限制柱塞（滑杆）复位的位置，从而改变了柱塞（滑杆）往复运动的行程，达到改变计量泵流量的目的。
2 常见故障原因分析和应对措施
2.1 泵出口流量下降或不上量
2.1.1入口过滤器堵塞
呼石化聚丙烯为新开工装置，在开工前的设备管线吹扫过程中容易出现部分管线设备出现吹扫不彻底，残留有焊渣、铁锈等杂质，从而造成过滤器使用一段时间后发生堵塞现象。如果将入口过滤器跨线阀打开，过滤器出入口阀门关闭，计量泵流量恢复正常，可以判断流量降低是由过滤器堵塞造成的。将过滤器隔离、油洗干净后，拆清过滤器即可解决。如有机会，要重新油洗过滤器前管线以及储罐，以避免过滤器频繁堵塞。
2.1.2补油阀损坏或堵塞
泵正常工作时，液压腔内充满液压油。当腔内液压油不足时，油箱内的液压油会通过补油阀自动向液压腔补油，如果补油阀损坏，就会导致液压腔中液压油不足，造成膜片运动幅度减小或不运动，从而引起泵流量下降或不上量。停泵后，拆下补油阀检查补油阀是否损坏或堵塞，更换或清理补油阀即可排除故障。如补油阀堵塞，清理完后要检查液压油箱中油是否干净，如油箱中的油已经浑浊，必须更换液压油，同时要排查油浑浊的原因。检查蜗杆和与之捏合的齿轮是否磨损，柱塞以及填料密封是否磨损、损坏。
2.1.3排气阀堵塞
排气阀堵塞后，液压腔内的气体无法排出，将会导致膜片鼓动幅度减小，导致泵的流量降低。特别是在检修时将液压油腔内的液压油全部排放，向液压油腔内充注液压油时如果排气阀堵塞，很容易导致液压油腔内残存气体不能完全充满液压油，导致计量泵量不足或不上量。在向液压腔充注液压油时最好将排气阀拆除，手动盘车将液压腔中的气体排净后再回装排气阀。
2.1.4安全阀故障，设定值降低
当安全泄压阀设定值低于或接近泵的出口压力时，就会使液压腔和液压油箱之间的液压油短路循环，致使隔膜不工作或鼓动幅度减小，导致泵不上量或不足，这时要重新设定泄压阀的压力，或者更换损坏的安全阀。
2.1.5出入口单向阀密封效果不好
当介质中杂质较多时，有可能将出入口单项阀阀座密封面磨损或者单向阀中的小球磨损，或者有细小的杂质粘附在密封面上，导致出入口单向阀密封效果不好或密封失效，造成泵出口流量减小或不上量。如怀疑这种情况发生，需切换泵后用大量冲洗油冲洗泵头，如不能解决，需拆检出入口单向阀。
2.1.6柱塞填料密封泄漏或填料压盖松动
柱塞填料密封泄漏后，导致液压腔中的液压油向密封油箱中泄露，造成隔膜鼓动幅度减小，泵出口流量减小。可以打开密封油箱顶盖，观察填料密封是否泄漏，填料压盖松动是否松动，如填料密封处泄漏，停泵后更换填料或紧固填料压盖。
2.2 出口流量、压力波动增大
2.2.1出口蓄能器压力不足或气囊破裂
计量泵的出口管线上配有蓄能器（阻尼器），以减弱泵出口流量、压力的脉动，当蓄能器中气体压力不足或者气囊破裂都会导致蓄能器缓冲效果减弱，出口流量、压力波动将会增大。首先要用专用工具检查蓄能器中的氮气压力是否达到了要求值，如压力不足要及时补充高纯氮气到要求压力；如果蓄能器中气体的压力始终不能补充到要求的压力且和压力始终接近泵的出口压力，说明蓄能器气囊破裂。
2.2.2两隔膜间真空状态失效
双隔膜计量泵的两个隔膜之间有一定的真空度，以保证两隔膜能贴合在一起。两隔膜之间设有压力表来监测其压力。如果两隔膜之间的真空状态失效，有空气进入，也会导致泵出口流量、压力不稳定。当内操发现泵出口压力、流量不稳定后，应通知外操到现场检查两隔膜之间的压力。如果两隔膜之间真空度失效，用专用工具将将其抽到要求的真空度范围，查找真空度失效的原因排除故障。一般真空度失效是由引压管和泵头螺纹连接处漏气引起。
2.2.3气动冲程调节机构不稳定，冲程波动较大
该计量泵在呼石化聚丙烯装置的使用过程中，气动冲程调节机构不是很稳定，大部分出口流量不稳定是由于调节机构不稳定造成泵的冲程波动，从而导致泵的流量波动较大。出现这种情况，要及时通知专业的仪表维修人员处理，来排除故障。
2.3出口压力不起或达不到工艺要求
2.3.1 出入口单向阀密封严重损坏
泵出入口单向阀出现密封效果下降的现象后表现为泵的出口流量下降，如不及时处理，当密封失效时，介质将会在出入口之间循环，泵的出口压力急速下降达不到工艺要求。出入口单向阀密封失效一般有两个原因造成：（1）使用时间过长，阀门中的小球以及密封面磨损；（2）介质太脏，造成单向阀组件密封失效，或单向阀内聚集了大量杂质，小球不能正常复位。
2.3.2复位弹簧组件固定螺钉脱落或断裂
复位弹簧组件固定螺钉脱落或断裂后，导致柱塞不能正常复位，膜片停止鼓动。如果运行过程中出现出口压力突然下降，现场听不到弹簧复位时撞击限位杆时发出的"铿铿"的声音，可以断定柱塞无法复位，必须打开液压油向顶盖检查固定螺钉是否脱落或断裂。
3 使用过程中的注意事项
3.1泵头拆解时的安全问题
聚丙烯装置计量泵输送的介质为危险化学品，特别是P101A/B输送的TEAL与空气着火，遇水爆炸，如果处理不干净拆解泵头时很容易造成人员伤亡。拆解泵头前必须保证泵出入口截断阀之间的管线、工作腔用工业白油清洗干净，不能有残留。要做到系统油洗干净必须注意以下几点：（1）必须保证冲洗油供应正常，冲洗前要检查供油泵油泵是否启动，出口压力是否正常，同时确认冲洗油流程打通；（2）设定好冲洗流量开始冲洗时，要现场确认冲洗气动阀的确已经打开，通过管线的震动等情况确认冲洗油有流量，冲洗气动阀关闭后要确认累加流量计显示值降到零；（3）确保冲洗油的量足够。
3.2不能忽视两膜片之间压力的监测
双隔膜计量泵的两个隔膜之间的压力表正常情况下显示值为负值，当压力表显示压力突然增大时，说明有一个隔膜破裂，这时压力表测得的压力为液压油或介质的压力。出现这种情况后应该立即停泵。如继续使用一旦另一个膜片破裂将会导致输送介质介入到液压油箱污染液压油，如果是输送TEAL的P101A/B将会引起火灾等事故。由于该压力没有接入到DCS、没有报警，同时也是外操巡检过程中容易忽视的点，所以在日常使用过程中加强对此压力的监测。
3.3关注气动冲程调节机构是否稳定
呼石化聚丙烯装置隔膜泵使用过程中，最大的问题是气动冲程调节机构不稳定，经常出现冲程上下波动、冲程突然增大或减小、冲程调节机构失灵等现象。装置经常因为计量泵冲程调节机构不稳定造成生产波动，产品质量不稳定。为了防止冲程调节机构故障导致装置生产波动或中断，我们通过改造，给每台泵加装了简单的手动冲程调节机构，防止气动调节机构故障短时间内不能恢复时，临时用手动调节机构调节泵的流量，保证生产不会被迫中断。
结语
双隔膜计量泵是Spheripol-Ⅱ代聚丙烯工艺技术中的一个关键设备，关系到装置能否长周期安全平稳运行。以上是呼石化聚丙烯装置从开工以来，不断总结积累的一些经验，旨在能及早发现、处理计量泵故障，将故障消灭在萌芽状态，提高故障处理效率，不断的提高催化剂计量系统运行的稳定性，逐步减少生产事故，杜绝安全事故的发生。
参考文献
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