低压煤浆泵频繁补排油的原因和处理

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兖矿国宏化工有限责任公司是利用高硫煤生产甲醇的大型煤化工企业。主要工艺流程是把高硫煤制成水煤浆，通过气化工段制成合成气，再经过变换、净化、合成、精馏等工艺生产出甲醇的过程。低压煤浆泵的作用是把水煤浆输送到气化工段。我公司现有三台低压煤浆泵，在系统满负荷生产时三台泵必须同时运行，低压煤浆泵的正常运行关系到整个系统，轻则系统减负荷，重则系统停产。

l 低压煤浆泵补排油的工作原理兖矿国宏化工有限责任公司现使用的这三台低压煤浆泵都是双缸往复式活塞隔膜泵。其工作原理是活塞往复运动利用驱动液的不可压缩性，通过驱动液的压力传递作用到隔膜上，使隔膜膨胀或收缩，然后利用上下活门的单向作用，实现煤浆的吸入和打出。

每台低压煤浆泵有四个隔膜室，每个隔膜室都是-个相对独立的单元，互不影响。缺油和过油都由各自的探头检测，检测结果传递给PLC，PLC通过控制相应电磁阀得失电从而控制气控阀的开关状态，以达到补排油目的。八个两位三通电磁阀，与八个气控阀--对应。检测系统包括缸体隔膜导杆位置检测探头和隔膜导杆以及安装在隔膜导杆上的永久磁环。如图 1所示。

1-出料阀；2-煤浆室；3-I鞲膜 ；4-进料阀；5-排油检测探头；6-补油检测探头；7-活塞 ；8-永久磁环 ；9-I辑膜导杆；lO-I辑膜室图1 隔膜行程控制示意图探头的作用是实时监测缸内的驱动液是否正常 膜导杆上磁环的往复运动在图1的排油检测探头和(缺油或过油)，并通过磁环触发探头。当探头检测 补油检测探头之间。这种情况下补排油探头都没有到信号后，发讯给 PLC系统，由PLC控制电磁阀切 给PLC发出信号，那么电磁阀也就-直处于失电状换，然后控制气控阀进行补油或排油，进而使缸体内 态，气控阀闭合也就不会导致补油或者排油了。第的驱动液处于正常状态。驱动液供给系统可以检测 二种即补油状态，当缸内的驱动液缺少时，在隔膜导驱动液是否正常，然后自动的实现补排油动作，以保 杆往复运动的-个周期内，磁环运动到补油探头下护缸体正常工作，同时保护隔膜，防止隔膜破损。 方，触发补油探头闭合，PLC接收到补油信号后通检测系统存在三种状态：第-种即正常状态，隔 过电磁阀控制气控阀给缸内补油，直至驱动液正常收稿 日期：2013-04-08作者简介：张磊(1982-)，陕西咸阳人，助理工程师，主要从事现场仪表、DCS、PLC等维护。

第6期 张 磊，等：低压煤浆泵频繁补排油的原因和处理 ·63·后停止补油。第三种即排油状态，当缸内的驱动液过多时，在隔膜导杆往复运动的-个周期内，磁环运动到排油探头下方-次，触发排油探头闭合，PLC接收到排油信号后通过电磁阀控制气控阀从缸内向油箱排油，直至驱动液正常后停止排油。

2 低压煤浆泵频繁补排油的原因及处理公司自2007年投产以来，这三台泵就曾出现过频繁补排油的现象，去年这个现象开始频繁出现，导致系统负荷不稳 ，已严重威胁到正常生产，这引起了公司领导的关注，要求仪表车间将此隐患彻底解决。

首先需要排除是不是气控阀出现了故障，果然检查发现二室补油对应的气控阀漏气。气控阀漏气是怎么导致频繁补排油的呢原来气控阀的气源接的是电磁阀的唱位，而且气控阀是反作用连接，即当电磁阀失电时，气控阀处于关闭状态，驱动液不能通过。当电磁阀得电时，气控阀处于打开状态，驱动液可以通过。尽管PLC没有发出补油信号，电磁阀并未得电，但因为二室补油气控阀漏气，导致气源压力低，致使气控阀自身弹簧力大于气源压力，所以气控阀便处于打开状态。驱动液通过气控阀向二室不断补油，当油不断补充以后又会导致过油，从而触发排油动作，引起二室不断补排油现象的发生。既然四个隔膜室都是独立单元，为何二室气控阀漏气，其它三个室也会频繁出现补排油现象呢检查发现其它气控阀气源压力普遍偏低，而且距离二室气控阀越近，气源压力就越低。因为八个电磁阀是连在-起的，气源经由同-根气源总管供给，由于气源总管太细，当漏气量比较大时，气源供给不足，就会造成气源压力下降，使其它气控阀不能处于完全关闭状态。这就是引起其它三个室频繁出现补排油现象的- 个主要原因。所以我们在更换了漏气的气控阀的同时，对气路管线也进行了改造，确保了气源的供给量，避免了单个气控阀故障对其它气控阀造成影响。

排除了气控阀产生的影响后，经工艺人员开泵试运行观察了-段时间，发现频繁补排油现象虽有改善，但是并没有完全消除，这说明还有其它原因。

接下来就对检测系统进行了排查。首先通过 sI，MATIC软件连接PLC，上载程序后在线观察泵的运行情况。

通过排油程序了解道，当在隔膜导杆往复运动的-个周期内，排油探头检测到两次或两次以上时，PLC就会发出排油指令。在线观察程序发现计数器的PV值经常大于二，而且数值不确定，变化幅度较大，这说明检测系统肯定存在故障。

由检测系统原理可知，判断哪种状态完全是通过探头的通断决定的。如果探头出现故障，肯定会出现三种状态的紊乱。对探头的拆检结果全部显示正常，检查电源电压都符合要求，检查安装位置饮合安装要求规范∮着又对探头和PLC之间的线路进行校验，也没有短路、断路或接地现象发生。

确定探头没有问题后，重点就放在隔膜导杆和磁环上了。经过设备人员的配合，把低压煤浆泵缸体拆开后 ，检查隔膜导杆没有发现问题。检查磁环发现-室磁环的磁性扩大了。为了验证磁环磁性扩大是否对补排油产生了影响，我们做了试验：用磁性扩大的磁环慢慢靠近-室排油探头，在线观看-室排油程序。当磁环还没有到达探头下方时，排油探头已经检测到隔膜导杆上的磁环了，直到磁环到达探头下方，探头已经多次发出信号。这也就解释了为什么计数器的PV值常常大于二且数值不确定了。由此可以断定磁环磁性扩大是导致连续排油的直接原因。因为不断排油导致驱动液减少，从而产生补油动作，所以就形成了-室频繁补排油现象。

观看二室排油程序，发现计数器的置位端和复位端连接的都是判断-室排油探头闭合次数的变量，同样发现三室和四室排油程序里的计数器连接的也是。所以当-室排油条件满足时，其它三个室排油条件也就具备了。导致-室排油时其它室也会排油。最终形成四室频繁补排油现象的发生。找到原因之后我们更换了-室的磁环，更改了二室、三室和四室的排油程序，低压煤浆泵频繁补排油现象就彻底解决了。最后在不断的实验中发现了-些特别要注意的地方。拆卸探头时-定要记录好探头的安装位置和安装深度。如果安装过深就会导致探头距离磁性导杆过近，从而使探头在正常工作情况下被触发导致补排油现象频发。反之如果安装太浅会使探头在应该被触发时没有动作，导致隔膜破裂，对设备造成损害。

3 结束语能造成低压煤浆泵频繁补排油的原因多种多样，本文主要从仪表角度分析了低压煤浆泵频繁补排油的原因和解决方法。而机械设备和工艺操作所造成的影响并没有过多涉及。仪表与工艺、设备息息相关，所以工作中我们还要从工艺和设备方面着手，综合考虑仪表、工艺、设备各方面的原因，从而彻底解决问题。

(本文文献格式：张 磊，任保同，高 蕾.低压煤浆泵频繁补排油的原因和处理[J].山东化工。2013。42(6)：62-63.)