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                淺談石油泵安全使用
                來源:www.yvettesblogs.com 發布時間:2015-11-09 09:05

                  一、引言

                  7月8日,惠陽市東風液化氣站烴泵端蓋崩脫,大量液化氣泄露并引起火災、爆炸,致使6人重度燒傷及財物重大損失的嚴重事故。

                  近幾年,廣東省多次發生烴泵端蓋崩脫事故。廣州龍洞某氣站(1次),順德龍江某氣站(1次),東莞鳳崗某氣站(2次)均發生過35-5泵端蓋崩脫。由于處置及時,未能引起火災、爆炸等惡性事故。因而也沒有引起同行業的重視。

                  7月2日,全省燃氣管理工作會議通報了廣東省共有約600多個液化氣站,僅有299個站符合全省燃氣安全專項整治的要求。所以,在眾多的安全整治項目中,泵的安全使用應該引起我們的足夠重視。二、石油泵及其分類

                  專門用于抽吸、輸送液態的液化石油氣并提高液體壓力,將機械能轉化為液體能的機器叫石油泵。由于液化石油氣是烴類混合物,所以,石油泵也叫烴泵。它是液化石油氣儲配站、氣化站、煉油廠、石油化工廠等不可缺少的回轉設備之一。

                  按其工作原理和結構特征大致可分為:

                  廣東省氣站中普遍采用容積式滑片泵,其結構、工作原理、性能參數、操作、維修等一般常識均可在生產制造廠家的樣本或說明書中了解到,在此不多述,我們重點從如下幾個方面談談滑片泵的安全使用。

                  二、石油泵、管線震動的產生及防范措施

                淺談石油泵安全使用

                  容積式滑片泵,是單作用泵,又稱非平衡式或非卸荷式葉片泵,在額定的工作壓力下,其動平衡性能較好,基本不振,但它不適用于高壓,工作壓力越高,轉子承受不平衡的徑向力就越大,這也是液體在出口管道內產生脈動的原因之一。

                  泵出口至罐裝間管線壓力波動和安全回流閥啟閉時產生的出口回流管線水力沖擊是管線的主要根源,這兩個振源頻率相當,當它與管線的固有頻率相近時,則會引起破壞作用更大的共振現象。

                  經驗表明,安全回流閥啟閉頻率與充氣槍實際使用數量有關,當充氣槍使用數量減少時,回流量增大,啟閉頻率升高。

                  震動(共震)的危害性:

                  噪聲巨大,減少泵及管線附件的使用壽命,嚴重者能震裂管線的焊縫,導致漏液,給安全工作帶來很大的危險。防范措施:①烴泵的選型要與充裝量相匹配。②在工作壓力范圍內用泵。③按規范要求,在泵的進、出口要采用高壓耐油鎧裝橡膠減震管,橡膠管的設計壓力應為泵工作壓力的4倍,長度可在0.5m左右,管徑不應低于泵的進、出口管徑。④提高管線固有頻率,即縮短管線中管架間距。⑤提高罐裝人員的操作水平,在保證充裝所需壓力的前提下,及時調整旁通管路上的旁通閥,以減少安全回流閥的啟閉次數。

                  三、氣阻、汽蝕的產生及防范措施

                  1、氣阻的產生

                  液化石油氣粘度小,當環境溫度或管道壓力發生變化時,極易氣化,常以氣、液二相存在,氣化后聚集并窩存于管道中的某一點,通常在管道的最高點形成氣袋。隨著環境溫度的升高或管道內剩余壓力的減少,氣相空間不斷增大就可能形成氣阻甚至斷流現象。

                  2、汽蝕的產生

                  液態液化石油氣在一定溫度下,由于某種原因使泵的進口處的壓力低于液態液化石油氣在該溫度下的飽和蒸氣壓,液體開始汽化而產生汽泡,并隨液流進入高壓區時,汽泡破裂,周圍液體迅速填充汽泡空穴,產生水力沖擊,這種汽泡的產生、發展和破裂現象就稱為汽蝕。

                  3、氣阻、汽蝕的危害性①可能斷流②產生異常噪音和激烈震動③泵性能下降④一般不會發生過流部件的腐蝕破壞。但由于發生汽蝕時,轉動的葉片與內套之間不能形成極薄的潤滑液膜(無油潤滑)而出現因機械磨擦造成葉片燒軟、燒溶的現象。防范措施:①改善入口管道的流通狀況,盡量短而少彎頭且水平略有下傾地與泵體連接。②入口管比泵的接管大時,應采用長度為管徑4倍的偏心變徑管過渡。③若入口管線長,可采用保溫材料將管道包起來保溫。④用壓縮機給儲罐加壓,以保證入口管有足夠的靜壓頭。⑤泵啟動前,開啟放散閥放氣,運行中若有異常噪音,立即停泵排氣。⑥泵的安裝高度應滿足Hь≥102×10?;/ρ(∑?P+?h)+u?;/2g(詳見城鎮燃氣設計規范GB50028-9368頁)

                  四、泵的安全保護措施及其操作一般說來,泵有三層保護,一是泵內置的安全卸壓閥;二是出口管道上與泵的流量、壓差相匹配的安全回流閥;三是旁通管道上的、一般設在罐裝間便于調節的、具有直線流量特征的旁通閥?;脤偃莘e式泵,。它的結構特點決定了其流量調節必須靠旁路調節。罐裝時,若充氣槍實際使用減少時(特別是選用大流量泵),一般先手動調節旁通閥,使多余的流量迅速流回儲灌內,若操作不當或閥門失效,管道壓力達到安全回流閥設定的壓力時,安全閥啟動,流回儲灌。若這二道關均失效,當工作壓差達到0.7~0.8Mpa時,泵內安全卸壓閥啟動,此時,液體在泵內循環,同時伴有泵體發熱,異常響聲和激烈震動等現象,應立即停泵,否則,電動機的機械能部分轉化為泵內液體循環摩擦產生的熱能,液態液化氣吸收熱能急劇膨脹,其膨脹系數是水的16倍,它的熱膨脹速度比液體因壓力增高而從入口處逆流回灌的速度快得多,這時若泵內液體膨脹壓力大到泵體承壓極限程度后必然產生端蓋崩脫的惡性事故。

                  泵內安全卸壓閥啟動,說明頭二道保護措施已不起作用了,已到了發生事故的邊緣,此時最好的處理辦法就是立即停泵。

                  另外,當泵安裝于露天長時間不用時,不能同時關閉泵的入、出口閥門,否則陽光爆曬時,很易發生端蓋爆裂事故(朝汕地區就發生過幾起這樣的事故)。這是因為如果容器完全裝滿,沒有膨脹的空間,當溫度每升高1℃,容器內的壓力上升2Mpa,當溫度上升5℃時,就可把一般的液化氣鋼瓶撐破,何況國產泵一般采用灰鑄鐵材質,則更是可想而知了。六、國產液化氣泵值得探討的幾個問題國產石油泵(滑片式)是在借鑒美國、日本同類產品的基礎上發展起來的,主要以哈爾濱、山東淄博為主產區,在20多年的使用中,發現有如下問題:①國產泵若無特殊說明,泵體均采用灰鑄鐵材質,同類產品在國外液化氣行業中早已嚴禁使用。②泵內安全卸壓閥使用一段時間后,有相當一部分銹死失靈,雖然個別廠家在此有所改進(已獲得專利),但35-5的泵,由于流量較大,是否可以考慮加大或取消此閥,直接采用泵出口管道上的二重保護,并在產品說明書中特別說明。③國產泵出廠時,多數未作氣密實驗,裝配好后用煤油作性能實驗,由于實驗手段落后,常有鑄造上的缺陷未能及時發現就出廠。如2001年中國石油化工股份有限公司廣州分公司物資供應中心(廣州黃埔石化總廠)訂購哈爾濱水泵廠產三臺烴泵,安裝使用后,發現三臺均有沙眼、漏氣等嚴重產品質量問題。泵的接管根本不做實驗,是沙眼最多的地方,有些工廠在發現沙眼后,理應做廢品處理,但他們用特殊膠水粘補后重新使用,經液化氣浸泡一段時間以后又漏氣。④從未做過重要的實驗數據之一—泵的允許氣蝕余量(⊿h、Mpa),使設計人員無法依據城鎮燃氣設計規范的有關要求精確計算液態石油泵的安裝高度。(公式為:Hь≥102×10?;/ρ(∑?P+?h)+u?;/2g)

                  在美國,烴泵、壓縮機等都是同一家以液化氣為介質的專業廠家生產制造,其品種全、材質好,檢測、實驗手段先進,且供應的烴泵必須配套使用本廠研發的安全回流閥,他們提供的服務往往是從設備、工藝、安全等全方位的技術服務。這一點值得我們學習和借鑒。

                  總的說來,造成烴泵密封泄露、震動、氣蝕、爆裂等故障的原因,除了制造、材質等先天缺陷外,也有工藝設計、安裝等方面的原因,但更多的是因維護、保養、年久失修、操作使用不當造成的,事故的原因一定要具體、綜合地分析!

                  七、國產新興的多用途雙螺桿石油泵技術特點①采用特殊螺旋型線,保證了輕烴類低粘介質輸送的高效率。②具有其他泵類難以比擬的氣液混輸能力,使其在不同抽吸條件下,能夠順利地解決輸送過程中產生的氣阻,氣蝕問題。③雙螺桿泵的工作原理保證了其工作壓力脈動幾乎為零,運轉平穩,噪音低,震動小。④采用特殊形式機械密封,確保了軸封泄漏的安全可靠。不同的輕烴介質可選擇不同類型的密封形式。⑤流量2~700m?;/h,壓力等級2.5MPa,壓差最高為1.6MPa。⑥可配備變頻調速自動控制系統,使出口管道上的安全回流閥回流量為零。⑦可用于地下罐地面泵的抽送模式。

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