屈建海 ， 馮繼偉 ， 莫顯躍 ， 陳　輝

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山　467013)

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液氨輸送新技術(shù)的研究與應(yīng)用

屈建海 ， 馮繼偉 ， 莫顯躍 ， 陳輝

(河南神馬尼龍化工有限責(zé)任公司 ， 河南 平頂山467013)

摘要：采用一種新型輸送技術(shù)，解決用柱塞泵輸送液氨過(guò)程中出現(xiàn)的安全及穩(wěn)定輸送問(wèn)題。分析了屏蔽泵的優(yōu)點(diǎn)和安全注意事項(xiàng)，用此項(xiàng)技術(shù)改造后，取得了較好效果。

關(guān)鍵詞：液氨輸送新技術(shù) ； 屏蔽泵 ； 開(kāi)發(fā)研究與應(yīng)用

液氨在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，具有腐蝕性且容易揮發(fā)，所以其化學(xué)事故發(fā)生率很高，液氨一旦發(fā)生事故都是群死群傷的災(zāi)難性事故。化工企業(yè)液氨輸送設(shè)備基本上都采用柱塞泵，柱塞泵采用的填料密封極易磨損，使用一段時(shí)間后頻繁泄漏，且存在超壓的安全隱患。如果采用一種新型輸送技術(shù)，解決液氨輸送過(guò)程中出現(xiàn)的危險(xiǎn)因素，必將對(duì)液氨的生產(chǎn)及使用過(guò)程中的安全問(wèn)題起到極大保障作用。

1液氨的性質(zhì)

2液氨輸送技術(shù)現(xiàn)狀

液氨輸送泵目前主要采用柱塞泵，柱塞泵是利用與傳動(dòng)軸平行的柱塞在柱塞孔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的容積變化來(lái)進(jìn)行工作的。由電動(dòng)機(jī)提供泵的動(dòng)力，經(jīng)鼓型齒聯(lián)軸器帶動(dòng)減速機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)；由減速機(jī)減速帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)，將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)槭诸^和柱塞為往復(fù)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)柱塞向后死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，泵容積腔逐步增大，泵腔內(nèi)壓力降低，當(dāng)泵腔壓力低于進(jìn)口壓力時(shí)，吸入閥在進(jìn)口端壓力作用下開(kāi)啟，液體被吸入；當(dāng)柱塞向前死點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，泵腔內(nèi)壓力增大，此時(shí)吸入閥關(guān)閉，排出閥打開(kāi)，液體被擠出液缸，達(dá)到了吸入和排出的目的。柱塞泵結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較高，且檢修維護(hù)保養(yǎng)困難，費(fèi)用高，運(yùn)行過(guò)程頻繁出現(xiàn)密封件失效、填料泄漏和管線超壓?jiǎn)栴}，在液氨的輸送過(guò)程中存在嚴(yán)重安全隱患。

3液氨輸送新技術(shù)

屏蔽泵是一種無(wú)泄漏離心泵，泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)都被密封在一個(gè)充滿介質(zhì)的壓力腔內(nèi)，此壓力腔只有靜密封點(diǎn)，由一個(gè)線圈繞組來(lái)提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。這種結(jié)構(gòu)取消了普通離心泵的動(dòng)靜環(huán)機(jī)械密封裝置，可以做到輸送介質(zhì)完全無(wú)泄漏。其優(yōu)點(diǎn)正是解決液氨輸送問(wèn)題需要的。把此類設(shè)備用于液氨輸送，并采用改進(jìn)后的工藝技術(shù)措施，消除引起液氨輸送過(guò)程中壓力波動(dòng)的因素，徹底解決液氨輸送時(shí)壓力波動(dòng)、超壓及泄漏等問(wèn)題，消除危險(xiǎn)因素，滿足生產(chǎn)需求，液氨輸送示意圖如圖1所示。

①采用立式反向回流型屏蔽泵輸送液氨，代替原來(lái)采用填料密封的柱塞泵，消除泄漏點(diǎn)。根據(jù)液氨容易氣化的特點(diǎn)，屏蔽泵設(shè)計(jì)增加反向回流系統(tǒng)，泵上部增加尾端反向回流管線進(jìn)入液氨球罐氣相區(qū)，使液氨在輸送泵運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的氣化氨蒸氣回流至液氨球罐氣相區(qū)，設(shè)置針型閥控制流量，同時(shí)設(shè)置尾端回流量監(jiān)控流量計(jì)，隨時(shí)監(jiān)控尾端回流量。

圖1　液氨輸送示意圖

②改原有液氨輸送恒壓變頻控制方式為定量控制，出口管線總管設(shè)置遠(yuǎn)傳控制流量計(jì)，在總管上引出返回線，經(jīng)自動(dòng)控制閥返回液氨球罐，實(shí)現(xiàn)流量定量自動(dòng)控制，同時(shí)在外送管線上設(shè)置壓力遠(yuǎn)傳監(jiān)控。

③液氨球罐到氨泵出料管線上加裝氨壓力表，隨時(shí)監(jiān)控泵前端壓力變化情況以避免氣蝕，及時(shí)作出調(diào)整保證壓力穩(wěn)定。

④在泵進(jìn)口管道上加裝精過(guò)濾器，以防止異物進(jìn)入泵內(nèi)造成設(shè)備損壞，精過(guò)濾器與泵間安裝壓力表，隨時(shí)監(jiān)控泵前端壓力變化情況以避免氣蝕。

⑤因?yàn)橐喊钡囊讱饣再|(zhì)，電機(jī)外加套采用冷媒進(jìn)行冷卻防止液氨氣化。

4安全注意事項(xiàng)

泵上部尾端引出反向回流管線進(jìn)入液氨球罐氣相區(qū)間避免出現(xiàn)U形彎，防止出現(xiàn)氣阻。液氨球罐出料管線消除U形彎，避免進(jìn)入輸送泵的液氨出現(xiàn)氣化而產(chǎn)生的壓力波動(dòng)。為防止產(chǎn)生氣穴，采用滑板閥。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置檢測(cè)液氨泄漏的有毒氣體檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)設(shè)置可視監(jiān)控系統(tǒng)引入有人監(jiān)視的監(jiān)控室。為防止液氨 出現(xiàn)泄漏設(shè)置緊急切斷裝置，并采用現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控室雙控制系統(tǒng)，確保安全。根據(jù)液氨

特性，設(shè)置消防水噴淋吸收裝置，并采用現(xiàn)場(chǎng)與監(jiān)控室雙控制系統(tǒng)，在出現(xiàn)意外情況時(shí)可以有效地控制和防范液氨泄漏事故的擴(kuò)大。編制液氨泄漏事故仿真系統(tǒng)，模擬進(jìn)行各種狀況下液氨泄漏事故仿真效果及影響范圍。在模擬仿真事故基礎(chǔ)上編制液氨泄漏事故預(yù)案并定期進(jìn)行演練，對(duì)可能發(fā)生的液氨泄漏事故提高應(yīng)對(duì)和處置突發(fā)性安全事故能力，及時(shí)、有序、科學(xué)、有效地組織應(yīng)急救援。

5實(shí)際運(yùn)行效果

某化工企業(yè)自2010年10月把柱塞泵改為屏蔽泵后，主要指標(biāo)控制如下：①輸送泵的外送壓力穩(wěn)定在1.1~1.5 MPa(G)。②輸送泵出口流量控制在6.0~25 m3/h。③氣相管線回流流量控制在1.5~2.5 m3/h。④液氨泄漏量濃度時(shí)間加權(quán)濃度控制一級(jí)指標(biāo)<20 mg/m3。

這幾年運(yùn)行效果較好，沒(méi)有一次是因?yàn)槠帘伪迷蛴绊懮a(chǎn)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)泄漏現(xiàn)象，既降低了液氨消耗，又減少了對(duì)環(huán)境的污染。

6結(jié)論

液氨輸送泵舍棄柱塞泵而采用屏蔽泵技術(shù)，利用尾端反向回流系統(tǒng)防氣蝕現(xiàn)象，變液氨輸送壓力變頻控制為定量自動(dòng)控制，并采用了冷媒屏蔽防氣化，解決了液氨輸送時(shí)壓力不穩(wěn)定、頻繁泄漏、經(jīng)常超壓的危險(xiǎn)性，避免了因?yàn)橐喊惫?yīng)波動(dòng)或者中斷引起的硝酸裝置停車事故，實(shí)現(xiàn)液氨輸送的安全穩(wěn)定運(yùn)行，滿足下游生產(chǎn)裝置安全穩(wěn)定生產(chǎn)用料需求，同時(shí)有效地減少了液氨泄漏量，保護(hù)了大氣環(huán)境，減少安全風(fēng)險(xiǎn)。平時(shí)運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)簡(jiǎn)單，減少了檢修人力及維護(hù)費(fèi)用，減少了備件費(fèi)用。

作者簡(jiǎn)介：屈建海(1973-)，男，工程師，從事化工生產(chǎn)管理及研究工作，E-mail：jianhaiqu@163.com。

收稿日期：2015-02-28

中圖分類號(hào)：TQ051.21

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1003-3467(2015)06-0036-02