孟春胜

（中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600）

合成氨回收系统隔膜泵故障判断及处理

孟春胜

（中海石油化学股份有限公司，海南东方 572600）

合成氨回收系统隔膜泵用在富液即浓氨水的升压输送中，在回收系统中属于故障率比较高的设备，在进行故障分析时，需要从设备和系统两方面进行分析，综合评判故障原因。从实际应用经验出发，分析隔膜泵日常应用中经常存在的问题及相应的解决方法。

合成氨；回收系统；隔膜泵

1 现状

隔膜泵在化工装置中比较常见，主要用在对打量精确度要求比较高的场合，作为计量泵来应用，合成氨回收系统是相对比较独立的一个系统，因为各个塔的容积都比较小，抗波动性能差，所以一旦出现泵的打量波动或不足，会迅速传导至系统，引起系统指标异常，从而被迫停回收系统检修。因隔膜泵属于故障率比较高的一种泵，所以如何快速准确的判断隔膜泵的故障点并进行针对性检修对合成氨回收系统的安全稳定运行就显得极为重要。

2 隔膜泵的故障类型

因为合成氨的回收单元是一个整体的系统，隔膜泵是这个系统的组成之一。隔膜泵最常见的故障之一就是打量下降，要准确快速的判断故障，就必须从设备和系统两方面来对故障进行判断。

设备故障主要是设备本身各个部件的损伤的故障；系统故障不仅包括泵本身所在的小系统，还包括整个回收单元系统对隔膜泵的影响。

3 系统对隔膜泵打量的影响

在我厂隔膜泵的使用过程中，多次出现过由于系统原因而显示隔膜泵打量不足，通过对设备和系统的综合判断，才确定了故障的原因并通过系统调整和改造，消除故障。

3.1 回收系统对隔膜泵打量的影响

我厂使用的隔膜泵用来给吸收合成氨驰放气中的氨后的浓氨水加压，并输送至再生塔进行再生，由于隔膜泵没有独立的流量计，主要通过泵液来源闪蒸气体吸收塔的液位和补水量来评判泵打量的大小并进行调整，在2014年期间两台泵的打量均出现较大幅度的下降，并直接影响了系统的运行，泵的打量相对于2013年下降了1/2以上，所以不得不将泵的打量行程开至最大才勉强能够满足系统的运行需求。

经过对泵体及附属阀门及管道的检查均没有发现明显的问题，更换主要易损件之后也只能小幅度的提高打量，经过对整个系统的判断，最后将焦点集中在了隔膜泵后回流回闪蒸气体吸收塔的调节阀上，该调节阀用来通过回流调节闪蒸气体吸收塔的液位，液位高时处于全关状态，由于设备正在运行，所以无法通过拆检检查来判断该调节阀是否出现泄漏。

我厂使用一用一备的运行模式，后通过双泵运行发现，单台运行时泵的打量为300kg/h，双泵运行时打量达到1 500kg/h，由此可以算出，在泄漏量一定的情况下，单台泵的实际打量为1 200kg/h，回流调节阀的实际泄漏量达到900kg/h左右。

在装置检修期间，经对该回流调节阀检修发现，该调节阀弹簧弹力不足引起阀芯关闭不到位从而出现泄漏，经检修泵打量恢复正常，为防止此类再次发生，在该调节阀之前加装了一道手动截止阀以方面手动调整。

3.2 泵操控系统对泵打量的影响

泵的操控系统包括了入口阀、出口阀、单向阀、回流阀及入口管道过滤器等一套系统，该系统中任何阀门及滤芯出现问题都有可能影响泵的打量。

3.2.1 入口滤网

隔膜泵对介质的清洁度要求较高，要尽量避免固体杂物堵塞对泵的影响，所以在泵的入口加设有入口管道过滤器，对介质中的杂质进行过滤，尤其是经过系统开停车等系统流速大幅波动状况下，最易将一些杂质带入系统介质中，杂质累积多了之后堵塞入口滤网，从而引起泵的打量不足，由于泵本身的打量就比较小，所以这种影响就比较明显。

在泵一用一备的情况下，单台泵的入口滤网可在线切换出进行清洗，工作比较简单，所以在泵打量不足且滤网经较长时间未清理的情况下，一般都会首先对入口滤网进行清理以排除故障可能。

3.2.2 出口单向阀

在每台泵的出口，均加设有一道单向阀。加设单向阀后，泵可以打开进出口阀进行备用，以防止倒液，在不带负荷开泵时，打开出口阀介质也不会回流影响系统工况，所以单向阀在系统中也有比较重要的位置。

由于隔膜泵是非均匀打量，所以在每一个打量冲程，出口单向阀均会动作一次，这种频繁的动作容易引起单向阀内件的磨损，除了密封面磨损引起单向阀密封不严之外，还会由于单向阀销轴的磨损引起阀板脱落。由于泵的本身有出、入口单项阀，所以出口单向阀密封不严时不会对泵的整体打量产生大的影响，只会在备用和开泵时影响操作，但是一旦出现阀芯脱落，在加载冲程时将阀芯冲单向阀的后侧堵塞流道，将可能引起泵的打量不足，同时还会伴有打量波动变大及泵体振动变大。

一般通过用听针听单向阀的声音可以判断单向阀工作是否异常，停车备用期间则通过开出口阀、关闭入口阀观察出口压力表压力是否上升来判断单向阀的故障，单向阀故障的判断主要在日常多巡检，发现问题及时维修或更换单项阀，通过这种方式可极大降低单向阀故障影响泵运行的可能性。

3.2.3 回流阀和安全阀

回流阀在开停泵的时候使用，主要起到对泵进行卸载的作用，由于泵本身就有调节打量的功能，一般不需要通过回流来调节泵的流量。回流阀经长期使用后，阀芯、阀座都会有一定的磨损，轻微的磨损不会对泵的打量产生大的影响，但是漏量较大时则会对系统产生影响。

泵备用期间可以通过开关回流阀观察入口导淋泄漏量的方式来观察是否有泄漏。运行期间由于正常情况下回流阀连接的管道内的介质是不流动的，所以它的温度就与主介质管道的温度有区别，相对更接近常温，通过测温仪对回流阀连接法兰管道的温度和主流道管道的温度进行对比，就可在一定程度上判断回流阀是否泄漏。

安全阀安置在泵的出口，但是安全阀的出口经管道连至泵的入口，一旦安全阀泄漏，就相当于给泵的出口到入口之间增加了一个回路，引起泵的可监测有效打量下降。由于安全阀的出口不是对空，所以无法通过简单目视判断安全阀是否泄漏，通常通过听针听及侧安全阀出口温度是否与常温偏差较大来判断安全阀是否有泄漏。

4 泵本身损伤对打量的影响

泵本身对打量的影响主要在易损件上，比如隔膜、泵体单向阀、补油阀及柱塞环等的影响，一般通过定期维护或者单项维护来处理。

4.1 隔膜的影响

该隔膜泵的隔膜有两层，在两层隔膜间的腔室有管道连接至外边作为检漏之用，为了防止油进入系统或者氨水进入油中所以用双层隔膜，不管哪边的隔膜破损，检漏管都能排出相应的油或者氨水，以此来判断隔膜已经破损。在单侧隔膜轻微破损的情况下，并不会对泵的打量产生影响，所以有一个缓冲期可根据需要适时进行隔膜的更换。

4.2 泵出、入口单向阀的影响

泵的出、入口各有一个单向阀，该单向阀为钢球单向阀，通过钢球的自重及系统压力进行密封，钢球起跳时有一个行程。随着使用时间的延长，钢球及球座均会出现一定的磨损；支架的磨损也会引起行程边长，密封不及时。以上情况都会引起密封不严引起泄漏，当入口单向阀泄漏时，在压缩行程中压缩腔中的介质会反流入入口管道；当出口单向阀泄漏时，在吸液行程中，出口管中的介质会倒流入泵体，这两种情况都会引起泵打量的下降，甚至当单向阀损伤程度较大时，引起泵无法打量。当单向阀轻微损伤时不好判断，一般需先排除系统原因，再检查单向阀。当单向阀损伤严重时，通过听钢球开合的声音可以进行一定的判断。

4.3 补油阀的影响

补油阀一端连着隔膜腔，一端连着油箱，有类似单向阀的作用。当压缩时，在压力作用下补油阀闭合，隔膜油侧闭合进行压缩，当吸液时，补油阀有一个小的开度，可对隔膜油侧进行补油，以补充长时间运行可能的损耗。当补油阀泄漏时，在压缩行程补油阀无法闭合，在压力作用下油从补油阀漏走，引起泵隔膜无法聚压，从而引起打量不足。

补油阀一般运行时间比较长，使用周期比隔膜和出入口单向阀都长一些，又由于一直浸在油中，所以磨损相对较小，如果泵在做了其它的检修之后仍然出现打量不足，就必须找找是否是补油阀失效的原因。

4.4 柱塞环的影响

柱塞环套在柱塞上，主要起到密封和防止柱塞和缸体直接磨损的目的，当柱塞环磨损到一定程度时，无法起到密封效果，油从柱塞与缸体缝隙漏回，引起隔膜泵打量下降。只要按照检修周期进行更换，一般不容易突然失效，柱塞环磨损对打量的影响是一个比较缓慢的过程。

4.5 设备动力及传动结构的损伤

设备的动力和传动机构的损伤不常发生，但是一旦发生均会对设备造成比较大的损害，一部分损伤会立即影响泵的打量，如连杆及轴的断裂，另一部分在损伤初期不会引起泵的打量下降，如轴承磨损等。

但是，这种磨损一般会有两个比较明显的特征，一个是噪音变大或者出现异常声响，另一个是局部温度异常上升。不管出现哪一个，都应该立即停机对设备进行检查，以防出现损伤的扩大化。

5 结论

隔膜泵不光是一个单台的设备，它一旦安装运行后就存在于一个系统之中，一旦出现异常，我们不光要从泵本身找原因，还要细致的对系统进行分析，只有这样才能更快速有效的找到故障点，节约维修时间和维修成本，提高效率。

Fault Diagnosis and Treatment of Diaphragm Pump in Synthetic Ammonia Recovery System

Meng Chun-sheng

The ammonia recovery system diaphragm pump is used in the pressurized conveying of rich liquid and concentrated ammonia water.It belongs to the equipment with high failure rate in the recovery system.When analyzing the fault，it needs to analyze and evaluate the equipment from two aspects.cause of issue.From the experience of practical application，analysis of diaphragm pump daily application of the problems often exist and the corresponding solutions.

synthetic ammonia；recovery system；diaphragm pump

TH323

B

1003-6490（2016）08-0005-02

2016-07-30

孟春胜（1979—），男，河南焦作人，主要从事化工生产设备管理方面的工作。