烴泵出口壓力表損壞的原因及防范對策
筆者參加商丘市16家液化石油氣充裝站(以下簡 稱充裝站)的年檢時,發(fā)現(xiàn)14家的烴泵出口壓力表有 問題:①烴泵工作時指針不動;②卸壓后指針不回零 位;③指針越限到限止釘處;④指針脫落。
(1)壓力表損壞的原因分析 烴泵是專門用于抽吸、輸送液態(tài)的液化石油氣的 裝置,它的工作狀況是靠出口壓力表來體現(xiàn)的,烴泵的 出口壓力是充裝鋼瓶的關鍵參數(shù),壓力值的準確、穩(wěn)定 是保證安全充裝的必要前提。烴泵出口壓力表,在烴泵 工藝管路上的安裝位置如圖所示。
烴泵出口壓力表的損壞,與烴泵的工作性能、管路 的布置、氣溫和操作有著直接的關系。
①烴泵的工作性能的影響:充裝站普遍采用的是 容積式滑片泵,它是單作用泵,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, 基本不振動,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,液體在出口管道內即產(chǎn) 生脈動,壓力表的指針就忽高忽低。烴泵出口至灌裝間 管線壓力隨之產(chǎn)生波動,并伴隨著安全回流閥啟閉時 產(chǎn)生的出口回流管線液力沖擊,這兩個振源頻率幾乎 相當,當它與管線的固有頻率相近時,則會產(chǎn)生共振現(xiàn) 象,對壓力表及其它附件就會產(chǎn)生破壞作用。
②管路布置的影響:有些充裝站管路安裝不規(guī)范,在最高點不設置放空閥,即使有放空閥,閥門也是銹死 的。特別是改造后的充裝站,個別管路布置的更是七歪 八扭。液化石油氣粘度小,當環(huán)境溫度或管道壓力發(fā)生 變化時,極易氣化,常以氣、液二相存在,通常在管道的 最高點形成氣袋。隨著環(huán)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(xiàn)象。烴泵就會產(chǎn)生異常噪音和激烈振動,壓力表 指針搖擺不定,時間長了,壓力表彈簧彎管就會產(chǎn)生一 定的塑性變形,造成壓力表失效。
③氣溫的影響:液態(tài)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(tài)液化石油 氣在該溫度下的飽和蒸氣壓,液體開始汽化而產(chǎn)生汽 泡,并隨液流進人高壓區(qū)時,汽泡破裂,周圍液體迅速 填充汽泡空穴,產(chǎn)生液力沖擊,這種汽泡的產(chǎn)生、發(fā)展 和破裂現(xiàn)象稱為汽蝕。汽蝕的危害性比汽阻的危害性 還要大,它不但能損壞壓力表,還能造成烴泵性能下 降。由于發(fā)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(xiàn)因機械磨擦造 成葉片燒軟、燒溶的現(xiàn)象。
④操作的影響:液化石油氣充裝作業(yè)人員,必須經(jīng) 過安全教育和培訓,持證上崗,在作業(yè)中嚴格執(zhí)行特種 設備的操作規(guī)程和有關的安全規(guī)章制度。一般在灌裝 間裝有便于調節(jié)的、具有直線流量特征的旁通閥(手動 回流閥)。容積式滑片泵的結構特點決定了其流量調節(jié) 必須靠旁路調節(jié)。灌裝時,若充氣槍實際使用數(shù)量減少 時(特別是選用大流量泵),一般先調節(jié)手動回流閥,使 多余的流量迅速流回儲罐內,若操作不當或閥門失效, 管道壓力達到自動安全回流閥設定的壓力時,安全閥 啟動,流回儲罐。經(jīng)驗表明,安全回流閥啟閉頻率與充 氣槍實際使用數(shù)量有關,當充氣槍使用數(shù)量減少時,回 流量增大,啟閉頻率升高。安全回流閥頻繁啟閉,必然 造成管線液力沖擊,管線振動,壓力波動,壓力表指針 搖擺不定。
(2)壓力表損壞的防范對策
綜上所述,烴泵出口壓力表損壞的根源在于振動, 要防范壓力表的損壞,必須從減少振動著手。
①合理選用烴泵并規(guī)范安裝:選用烴泵時,不但要 考慮泵的適應介質,還要考慮泵的揚程能否滿足液體 輸送壓力、高度及管路阻力等要求,以及泵的流量能否 滿足卸液和裝液的要求。選用的烴泵與其實際充槍數(shù) 量要匹配,否則安全回流閥起閉頻繁。為了避免烴泵在工作時發(fā)生氣蝕現(xiàn)象,保證烴泵人口有一定的靜壓頭, 烴泵的安裝高度要盡量低于儲罐的高度,一般要求儲
罐液面與烴泵進口的垂直距離應大于0.6 m。
②管路要科學安裝:充裝站要由專業(yè)的設計單位 整體設計,由具有安裝資格的、有經(jīng)驗的安裝單位安 裝。嚴格按照圖紙要求,合理布局。烴泵的人口管路 長度不應大于5m,且呈水平略有下傾的與泵體連 接,以保證人口管有足夠的靜壓頭,避免發(fā)生氣阻和 抽空。如人口管路大于5 m,應提高儲罐高度,用產(chǎn) 生的靜壓力克服管道阻力。烴泵的出口管路應水平的 連接到灌裝間,長度一般大于20 m,如需向上折彎 時(如圖所示),在最高點應設置放空閥。若烴泵布 置在泵房時(間距一般大于15 m),人口管線較長, 可采用保溫材料將管道包起來保溫,防止管道內的液 化石油氣汽化。
③適時調整安全回流閥:充裝站普遍都是露天布 置,受溫度影響是不可避免的,.只要合理安裝,精心 管理,汽蝕和汽阻現(xiàn)象可以降到最低限度。但在冬季 和夏季,溫差較大,壓力差別比較明顯,若安全回流 閥的整定壓力不變,安全回流閥的工作狀態(tài)就處于兩 個極端,不起跳或起跳頻繁。筆者認為,安全回流閥 每年應校驗兩次,冬季降低整定壓力,夏季提高整定 壓力,根據(jù)各地氣候不同引起的壓力差異,把安全回 流閥的整定壓力加以調整,使烴泵進、出液壓差控制 在(0.3~0.5) MPa 范圍內。
④充裝員必須熟練掌握烴泵安全操作規(guī)程和灌裝 安全操作規(guī)程。在夏季,啟動烴泵前要打開放空閥, 排除泵出口管道段內的氣體,以降低汽蝕現(xiàn)象。若壓 力表指針晃動劇烈,應緩慢調整手動回流閥,避免自 動安全回流閥頻跳引起的液力沖擊。在灌裝時,要根 據(jù)實際使用充槍數(shù)量,及時調整灌裝間干管上的手動 回流閥,使充裝壓力基本保持一個恒值,防止壓力忽 高忽低造成壓力表指針不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
(3)兩點建議
①目前,充裝站普遍使用的都是普通壓力表,其 結構簡單、價格低廉,抗振性能差。建議采用耐振壓 力表,并安裝緩沖管。耐振壓力表可在環(huán)境振動和介 質脈動場合下正常工作,因為其殼體中充有阻尼液, 用以緩解外部的環(huán)境振動,接口處設有阻尼器,脈動 介質通過阻尼器予以濾波后才進人彈性敏感元件,以 確保儀表的正常工作和觀察者的讀數(shù)準確,在液化石 油氣充裝站尤為適合。②雙螺桿液化石油氣泵多用于地下罐地面抽吸模 式,由于價位略高于容積式滑片泵,所以在地面罐抽 吸模式中很少應用。雙螺桿液化石油氣泵不但保證了輕烴類低粘介質輸送的高效率,而且具有氣液混輸能 改造時的最佳參考。
力,使其在不同抽吸條件下,能夠順利地解決輸送過 程中產(chǎn)生的氣阻、氣蝕問題,它運行平穩(wěn),噪音低,振動小,在其工作壓力下脈動幾乎為零。若液化石油氣充裝站從安全運行、長遠利益著想,該型泵可作為改造時的最佳參考。
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