赵时超 石福恩

作者通联：中国平煤神马集团河南神马尼龙化工有限责任公司化工三厂 河南平顶山市建设路东段平顶山高新区467000

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1.问题

柱塞泵具有计量稳定，出口压力高和自吸能力强的特点，但柱塞处密封容易泄漏，特别是输送含有颗粒介质的物料是使用中的一大难题。国外某品牌卧式四缸高压柱塞泵，还带有辅助隔膜液压泵。输送介质为己二腈溶液、NaOH 溶液和含有一定颗粒的催化剂溶液（其中催化剂颗粒为20～30μm）。该泵辅助隔膜液压泵为乙醇冲洗泵，乙醇经隔膜液压泵升压后冲洗催化剂硬质颗粒溶液，从而使催化剂不能进入柱塞填料压盖部位。原泵柱塞密封是盘根密封，运行中含有硬质颗粒浆料的混合液极易沿柱塞泄漏，泄漏的催化剂颗粒又加剧了填料的磨损（柱塞每分钟往复运动190 余次），密封填料的频繁泄漏需频繁切换设备更换柱塞填料（平均每12 天1次）。设备经常维修，同时泄漏的己二腈为进口原料，价格昂贵且有毒有害，污染环境。

2.原因

（1）柱塞密封填料。柱塞密封为盘根填料，成卷包装的盘根需先根据轴颈尺寸制成密封圈，由于盘根材料较软、弹性大、人工裁切误差大，物料易在盘根切口处泄漏，泄漏的催化剂颗粒又加剧了填料的磨损。

（2）进出口单向阀。原进出口单向阀阀芯设计为板式结构，与阀座形成面密封。运行中含有一定硬质颗粒浆料的混合液极易聚集在阀座与阀芯密封面处形成内漏，弹簧回座延迟。

（3）催化剂冲洗系统。经隔膜液压泵升压后的乙醇直接进入柱塞和填料所形成的密封腔中，由于隔膜液压泵4个柱塞行程大小有所差异，单位时间内输送介质总量和压力也有所差别，所输送的物料动能不同，一方面使设备产生较大振动，另一方面对泵柱塞的冲洗和冷却效果不好，易使填料和柱塞加剧磨损，产生泄漏。

3.改进措施

（1）对柱塞密封材料和结构进行改进。将原盘根密封改为整体自紧式唇形浸胶帘子线骨架填料，同时对填料压盖的结构和尺寸进行相应改进。骨架填料材料主要由PTFE 材料和工业帘子线组成，PTFE 材料具有记忆收缩功能，工作中产生的摩擦热使唇口不断收缩，骨架填料紧紧抱在柱塞上，这种收缩同时又起到补偿磨损的作用。骨架填料为整体式，消除了人工安装误差，柱塞导向性能增强，保证了柱塞与填料的同心度。4件组合使用，有效解决了输送液体沿柱塞泄漏问题。

（2）进出口单向阀改进。把原来的板式阀芯改为球式阀芯，进出口阀附件也做相应改进。随着阀芯型式的改变，密封面由原来的面密封改为线密封，消除了催化剂积聚形成内漏而加剧柱塞填料的磨损，阀球的动作更灵敏，泵的效率提高。

（3）催化剂冲洗系统的改进。在隔膜液压泵出口管线顶部增加一缓冲蓄能系统，将其所输入的乙醇压力和能量进行平衡调节，使其持续稳定地进入主泵柱塞和填料所形成的密封腔内，对柱塞和骨架填料间集聚的硬质颗粒溶液进行有效冲洗，减少磨损。

4.效果

通过改进硬质颗粒浆料泵柱塞填料的材料和结构，改进进出口单向阀和催化剂冲洗系统，消除了柱塞填料的泄漏隐患。检修周期由原来平均12 天延长至68 天，节省大量检修和备件费用，同时建立了泄漏物料的回收分离再利用系统，保证装置安全稳定、高效与清洁生产。