往复式低温液体泵排气压力不上升故障分析 2009

往复式低温液体泵排气压力不上升故障分析 2009-02-09

往复式低温液体泵是将低温液体(液氧、液氮和液氩等）输送到汽化器增压充瓶或通过管道将低温液体输送至液体贮槽的低温设备。对于往复式低温液体泵来说，运行时排气压力不上升或压力升得慢是在生产中常见的主要故障。 1 故障现象

广西广维集团公司1台BPl00～200/250型往复式低温液体泵，流量为100～200L/h，最大工作压力为25MPa。在运行调试中，当排出压力上升至12MPa左右时，压力就升得很慢甚至不上升。

在原因排查过程中，曾将该泵泵头卸下，并安装到另一台低温液体泵上，运行状况良好。为检查管路布置、保冷情况，甚至将另一台低温液体泵移装过来，运行状况也良好。对该故障泵进行多次分析检查，最后确定是液体泵活塞行程设计过短，导致在一定转速下，活塞运动的节奏过快，造成阀门的开启和闭合出现滞后现象而泄漏。该液体泵设计活塞行程为16mm，可能是在活塞面积一定的情况下，厂家为满足生产流量要求而选定该行程。 2 排气压力不上升的原因分析

往复式低温液体泵运行时排气压力升得慢或不上压的原因主要是汽蚀和液体泄漏，上述原因只是一个特例，在生产运行中很少见。

2.1汽蚀

汽蚀是由于工作腔内存在气体，使工作腔存在气液两相工质，而气体是可压缩介质，导致泵不能正常工作。引起汽蚀的原因很多，主要有：①管路和泵头冷端保冷效果差；②吸入管路和回气管路布置不当；③吸入管路和回气管路堵塞造成排液、回气不畅；④液体贮槽和泵头冷端真空度变差等。 2.2泄漏

泄漏是指液体在压缩时漏回液缸或膨胀时从排出阀漏回工作腔，当泄漏量与排出量差不多时。也就没有实际流量，从而引起排气压力不生升。引起泄漏的根本原因有：①吸入阀和排出阀泄漏；②活塞环和密封件磨损失效；③吸入阀阀座与缸套的密封泄漏；④缸套排出孔前后两个台阶处的密封垫泄漏。 3 防范措施 3.1吸入管路

(1)安装时，液体贮槽出液口与液体泵进液口间的吸入管路尽可能短，且有沿贮槽向泵下斜的角度，并对吸入管路进行良好的绝热材料包扎。以减少管路压力损失和汽化损失，并使管路中汽化的气体返回贮槽。

(2)有些吸入管路上装有滤网，应检查滤网、出液口和阀门是否堵塞，避免造成液体泵进液不畅。

(3)液体泵运行时，可将贮槽中的气体适当放空，以提高吸入管路液体的过冷度，尽量避免液体泵发生汽蚀；有条件的可提高贮槽的液面高度。 3.2回气管路

(1)贮槽气相出口与液体泵回气口间的回气管路布置时管程也应尽可能短，且有沿贮槽向泵下斜的角度，管路变径时应采用锥形缩节过渡，避免产生气阻和虹吸现象；并对吸入管路进行良好的绝热包扎，减少汽化损失；在固气管路的顶部应加装放空阀。

(2)出现故障时，打开放空阀直接排放回气和可能存在的液体，若故障消除，则说明压力损失和汽化损失较严重，使液体泵产生汽蚀而出现故障。这与管路的安装及绝热材料包扎有很大关系，有条件的应及时处理。可暂时通过增加液体过冷度、增加贮槽液面高度、回气放空阀适当打开等措施来解决。若故障不能消除，很大可能是泄漏引起的，重点检查上面所列的引起泄漏的主要原因。在实际生产中，曾碰到过1例因活塞环、导向环装配过紧，运行时摩擦过大，使液体直接在工作腔内汽化而出现的故障。将活塞环、导向环处理后重新调试，故障消除。 3.3吸入阀和排出阀

(1)阀门在关闭时应有良好的密封性，不得有液体窜漏。按《往复式低温液体泵 技术条件》(JB/T 9076—1999)标准规定，阀门的动密封试验需经煤油渗漏检查，保持10分钟不渗漏或者气压试验中无连续气泡产生为合格。

(2)阀门的开启和闭合应与活塞运动协调一致，避免出现滞后现象造成泄漏。上述所说的特例就是因此造成的。阀门开启行程按厂家的随机资料调节。

(3)现水气厂使用的排出阀有2种：浮动阀和锥形阀。浮动阀的材料为聚四氟乙烯。该阀结构简单、经济实用、维修方便、使用寿命长，但由于无弹簧力推动使其闭合，容易出现阀门开启和闭合的滞后现象而造成液体泄漏，一般适用于大流量、高压力的情况。在1台排出压力为0.6～0.8MPa、流量为150L/h的液体泵上使用浮动阀，运行状况良好。锥形阀的阀锥体材料为不锈钢，配有弹簧，阀门闭合及时，适用于小流动、低压力的情况。但由于经济性和实用性差、检修不方便、使用寿命短，目前已不再被用在低温液体泵上。 3.4其他部位

(1)缸套在两个台阶处都有密封垫。要保证两个台阶处的密封性能良好，对缸套与缸座的尺寸配合要求较高，特别是更换缸套或密封垫后更应注意尺寸的变化，保证排出液体不漏回液缸。 (2)活塞环及密封件磨损失效，应及时更换，尽量避免泄漏的发生。

(3)泵头冷端是一个真空夹套型的冷端，应保护好其真空接头，必要时还可对泵头进行保冷处理。

4 结束语

针对往复式低温液体泵排气压力不上升或压力升得慢的故障，要从安装、维修和操作等方面对主要影响部位进行细致分析，采取积极措施消除故障。操作上，坚持“冷泵彻底，空载启动，低压调速，减负停车，杜绝漏液，严防超压”的原则，保障低温液体泵安全、经济运行。