急冷油循環(huán)泵是裂解裝置的重要設(shè)備，主要有兩方面的作用：

一是將循環(huán)急冷油注入到油急冷器中，與來(lái)自廢熱鍋爐的裂解氣直接混合，使裂解氣迅速降溫，減少裂解氣的二次聚合。

二是將循環(huán)油在稀釋蒸汽發(fā)生器中與工藝水進(jìn)行換熱，發(fā)生稀釋蒸汽，進(jìn)行熱量回收。

    冷油循環(huán)泵整體結(jié)構(gòu)：1 軸承部件，2 托架，3 密封部件，4 密封環(huán)沖洗管，5 重心調(diào)整快，6 泵體，7左泵蓋，8 右泵蓋，9 耐磨板，10 葉輪密封環(huán)，12  軸套，13 泵軸，14 軸承部件，15軸承

     急冷油循環(huán)泵是裂解裝置重壓設(shè)備——由于急冷油介質(zhì)粘度大，并含有大量硬質(zhì)焦粉顆粒，急冷油循環(huán)泵的殼體及葉輪會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損腐蝕，嚴(yán)重影響泵的使用壽命。這類(lèi)泵的性能要求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)產(chǎn)普通BB2泵的性能范圍，基本由國(guó)外知名品牌泵制造公司生產(chǎn)。本文通過(guò)對(duì)急冷油粘度大、含硬質(zhì)焦粉顆粒和泵密封運(yùn)行壽命低等關(guān)鍵性制約國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程的因素進(jìn)行分析，提出了國(guó)產(chǎn)化的可行性分析，為我國(guó)急冷油循環(huán)泵國(guó)產(chǎn)化研究提供參考。

    目前我國(guó)各大乙烯裂解裝置單臺(tái)急冷油循環(huán)泵流量為2?000?m3/h左右，使用溫度為200~210℃，介質(zhì)粘度達(dá)200~500?mm2/s，揚(yáng)程達(dá)140?m，其結(jié)構(gòu)形式所示。由于急冷油介質(zhì)粘度大，并含有大量硬質(zhì)焦粉顆粒，急冷油循環(huán)泵的殼體及葉輪會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損腐蝕，嚴(yán)重影響泵的使用壽命。急冷油循環(huán)泵的殼體和葉輪需采用特殊的材料和結(jié)構(gòu)，來(lái)達(dá)到耐磨要求，這類(lèi)泵性能要求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了國(guó)產(chǎn)普通BB2泵的性能范圍，基本由SULZE、FLOWSEVE、EBARA及GOULDS等國(guó)外知名品牌泵公司生產(chǎn)。因此，開(kāi)展急冷油循環(huán)泵國(guó)產(chǎn)化研究對(duì)促進(jìn)我國(guó)泵行業(yè)制造水平具有重要意義。

一、影響急冷油循環(huán)泵國(guó)產(chǎn)化因素

1.急冷油粘度變化大：由于原料中芳烴增加等原因使得粘度變大，影響泵的性能，揚(yáng)程低，流量不足，反過(guò)來(lái)，又因急冷油循環(huán)量不足，造成急冷油粘度變大，急冷油循環(huán)泵運(yùn)行不穩(wěn)定，故障多等，形成惡性循環(huán)。

2.急冷油中含有大量焦粉，去除焦粉措施不力：裂解工藝包急冷油中焦粉設(shè)計(jì)的去除采用循環(huán)泵入口加粗濾器、出口加氣動(dòng)或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)式刮刷除焦過(guò)濾器，以減少急冷油中焦粉的積累，因循環(huán)量等因素的限制，其過(guò)濾精度設(shè)計(jì)為只能過(guò)濾掉2.5?mm以上的焦粉顆粒，2.5?mm以下的小直徑顆粒焦粉無(wú)法去除，仍然滯留于急冷油中，隨著裝置運(yùn)行周期加長(zhǎng)，在系統(tǒng)中越積越多，嚴(yán)重影響急冷油循環(huán)泵的安全運(yùn)行;在天津和鎮(zhèn)海百萬(wàn)噸/年乙烯及武漢80萬(wàn)t/a乙烯工藝包中對(duì)急冷油過(guò)濾器配置進(jìn)行了改進(jìn)，在急冷油循環(huán)泵出口采用旋液分離器來(lái)去除急冷油中的焦粉，0.5?mm以上直徑焦粉顆粒去除率達(dá)99%以上，50?μm以上直徑焦粉顆粒去除率達(dá)95%，大大改善了急冷油泵的運(yùn)行環(huán)境，為急冷油循環(huán)泵安全長(zhǎng)周期運(yùn)行帶來(lái)有利條件。

3.密封設(shè)計(jì)不合理：急冷油泵沖洗油量不足，密封腔內(nèi)有急冷油，使得密封副降溫效果變差，或由于存有急冷油，則有焦粉存在，對(duì)波紋管密封彈性及壓縮量有影響，使其密封效果變差。各乙烯裝置根據(jù)自身裝置的運(yùn)行情況，對(duì)密封結(jié)構(gòu)及機(jī)械密封沖洗方式進(jìn)行改造，采用PLAN32+62，改為PLAN32+53A、PLAN32+74，都取得了一定成效。

二、與國(guó)外先進(jìn)技術(shù)存在差距

    與國(guó)外先進(jìn)石化泵制造企業(yè)相比，我國(guó)的石化泵制造水平還存在一定的差距。

在產(chǎn)品可靠性方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的可靠性往往自己也說(shuō)不清楚，如泵的壽命到底是多長(zhǎng)時(shí)間，密封和軸承壽命是多少個(gè)小時(shí)，安全性到底如何，有什么證據(jù)等。因?yàn)槲覀兺挥欣碚撚?jì)算，沒(méi)有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所以一旦技術(shù)交流涉及此類(lèi)問(wèn)題時(shí)氣不壯，理不直。

    在系列產(chǎn)品的統(tǒng)籌規(guī)劃方面，國(guó)外先進(jìn)泵的系統(tǒng)性非常強(qiáng)，技術(shù)資料非常詳細(xì)完善。如全系列的性能曲線、結(jié)構(gòu)變化種類(lèi)、可選用的材料、配套的密封、軸承、臨界轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑系統(tǒng)、軸承壽命、最高許用轉(zhuǎn)速以及材料的溫度-壓力曲線等都非常詳細(xì)，這些資料的獲得是依靠大量的實(shí)驗(yàn)得到的。而國(guó)內(nèi)自己開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品往往僅有圖紙和工藝文件等，缺乏系統(tǒng)性和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在制造精度方面，進(jìn)口先進(jìn)泵在制造方面非常細(xì)致，特別是在葉輪、導(dǎo)葉和殼體等的流道的表面處理方面，可以說(shuō)做到了精雕細(xì)刻，近于鏡面，國(guó)內(nèi)企業(yè)很少能達(dá)到如此水平。在材料和配套件質(zhì)量方面，由于我國(guó)基礎(chǔ)材料相對(duì)薄弱，使得原材料的質(zhì)量和配套件的質(zhì)量總體上達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)水平，如鑄件、閥門(mén)、密封和監(jiān)測(cè)儀表等。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)理念上存在一定的差距，如在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中很少考慮經(jīng)濟(jì)性和系統(tǒng)性，重設(shè)計(jì)輕規(guī)劃等。

三、國(guó)產(chǎn)化進(jìn)展緩慢

    雖然國(guó)家一直倡導(dǎo)石化重大裝備國(guó)產(chǎn)化，但實(shí)際進(jìn)程緩慢，國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程落后于石化工業(yè)的發(fā)展速度。由于原來(lái)很多泵行業(yè)國(guó)有企業(yè)的改制和合資等原因，我國(guó)大型石化泵裝備的國(guó)產(chǎn)化工作受到很大的影響，這部分市場(chǎng)迅速被國(guó)外公司占領(lǐng)，如日本EBARA、瑞士SULZER和美國(guó)FLOW-SERVE等公司。雖然這些關(guān)鍵泵國(guó)內(nèi)企業(yè)也能制造，甚至是使用國(guó)外公司的引進(jìn)技術(shù)，但還是不能令人放心，在選用上還存在一定的顧慮，再加上進(jìn)口的設(shè)備運(yùn)行也存在或多或少的問(wèn)題，特別是對(duì)于首臺(tái)首套設(shè)備(指沒(méi)有實(shí)際使用業(yè)績(jī)的第一臺(tái)設(shè)備)寧可多花錢(qián)，關(guān)鍵設(shè)備也要進(jìn)口。因此，國(guó)內(nèi)急冷油循環(huán)泵國(guó)產(chǎn)化前景廣闊。

四、急冷油循環(huán)泵國(guó)產(chǎn)化可行性

1.選擇合理的急冷器，確定合適的泵揚(yáng)程：急冷油在油急冷器中與裂解氣混合，對(duì)裂解氣進(jìn)行快速降溫是急冷油循環(huán)泵的重要作用之一，只有選擇合理的油急冷器才能確定急冷油循環(huán)泵的揚(yáng)程。目前普遍使用的油急冷器有兩種，一種是采用溢油式急冷器，特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，混合效果差，降溫慢，流程長(zhǎng)，消耗急冷油量多，需用急冷油循環(huán)泵揚(yáng)程低。另一種是噴油式，采用多個(gè)噴嘴，將急冷油噴入裂解氣管線。這種方式與裂解氣接觸充分，裂解氣降溫速度快，消耗急冷油量相對(duì)較少，但需要急冷油泵揚(yáng)程較高。另外，由于該結(jié)構(gòu)流道較小，容易堵塞，影響降溫效果。急冷油循環(huán)泵揚(yáng)程高還會(huì)帶來(lái)另一不利因素，如果稀釋蒸汽發(fā)生器發(fā)生內(nèi)漏，由于急冷油側(cè)壓力高于工藝水壓力，急冷油將漏到工藝水側(cè)，污染工藝水，稀釋蒸汽系統(tǒng)，給裂解爐運(yùn)行帶來(lái)不利因素。在選擇急冷器時(shí)，可將兩種特點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，取其有利一面，消除不利因素，從而取得更好效果。

2.從工藝上將急冷油焦粉徹底清除：從源頭入手徹底鏟除急冷油中焦粉的來(lái)源，急冷油中的焦粉主要來(lái)自裂解爐燒焦焦粉在裂解氣切換閥門(mén)前的累積，少部分來(lái)自裂解爐運(yùn)行時(shí)的異常跳車(chē)。由于乙烯裝置裂解爐采用在線燒焦工藝，裂解氣管線閥門(mén)與燒焦氣管線接口有一定距離，當(dāng)裂解爐在燒焦時(shí)，燒焦氣和焦粉將在裂解氣管線閥門(mén)前進(jìn)行累積，運(yùn)行時(shí)，隨著裂解氣閥門(mén)的打開(kāi)，跟隨裂解氣及急冷油流入急冷油塔，再隨急冷油循環(huán)到急冷油的各個(gè)系統(tǒng)，周而復(fù)始，愈積愈多。焦粉顆粒的硬度與裂解爐的與裂解爐的運(yùn)行周期有關(guān)，裂解爐運(yùn)行周期越長(zhǎng)，其焦粉顆粒也就越硬，曾測(cè)得焦粉硬度達(dá)HRC60。

消除焦粉積聚可采取如下措施：

    在裂解氣切換閥前加吹掃和造壓設(shè)施，防止裂解爐在燒焦時(shí)由于裂解氣閥門(mén)與燒焦管線之間焦粉隨燒焦氣的夾帶在此處停滯累積，減少焦粉進(jìn)入急冷油系統(tǒng)。將裂解氣與燒焦氣管線位置對(duì)調(diào)也可避免裂解爐在燒焦時(shí)在此處積累焦粉，但存在運(yùn)行時(shí)燒焦管線閥門(mén)前會(huì)積累急冷油，在燒焦時(shí)如果燒焦氣是直接排放大氣的，會(huì)有急冷油排放到大氣中，影響環(huán)境，燒焦氣采用爐膛排放，就沒(méi)有問(wèn)題了。不斷完善急冷循環(huán)系統(tǒng)去除焦粉措施，使急冷油系統(tǒng)含焦粉量盡可能減少，以改善急冷油循環(huán)泵運(yùn)行環(huán)境。

3.調(diào)整急冷油粘度：通過(guò)調(diào)整重質(zhì)燃料油和輕質(zhì)燃料油的采出量適時(shí)，調(diào)整急冷油的粘度，確保急冷油粘度在設(shè)計(jì)使用范圍內(nèi)。

4.選擇合適的驅(qū)動(dòng)方式：由于近些年供電系統(tǒng)高速發(fā)展，電網(wǎng)采用雙路供電、電網(wǎng)快切、低電壓設(shè)備采用自啟動(dòng)措施，使得供電系統(tǒng)可靠性大為提高，在急冷油循環(huán)泵驅(qū)動(dòng)方式上應(yīng)采用電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，改變以往的傳統(tǒng)思維，采用汽輪機(jī)加減速機(jī)方式驅(qū)動(dòng)。

5.國(guó)產(chǎn)化部件：部分備件已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，特別是機(jī)械密封已實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化多年，且也對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了整改與改造，已能滿足生產(chǎn)需要。

高鉻抗磨材料分析

我國(guó)開(kāi)發(fā)的高鉻抗磨材料已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平，鐵襯板壽命已達(dá)4年以上，抗磨性取決于它的硬度和韌性的綜合匹配。其整體硬度取決于金屬基體和碳化物數(shù)量及其顯微硬度，其韌性取決于基體的顯微組織和碳化物的形態(tài)、數(shù)量和分布。為提高其綜合性能，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，近年來(lái)國(guó)內(nèi)在上述幾個(gè)方面的研究基礎(chǔ)上，針對(duì)不同工況條件尋求其高硬度與高韌性的配合，開(kāi)發(fā)應(yīng)用了一些新的工藝技術(shù)，取得許多新的成就。

五、同類(lèi)型設(shè)備國(guó)產(chǎn)化情況

    目前，一些國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)在高合金高硬度抗磨鑄鐵(GSM)材料的研制方面取得了成功，在生產(chǎn)應(yīng)用中效果明顯。GKM 材料的硬度高，脆性大，葉輪存在間斷切削面，高速切削時(shí)難度較大。很難保證切削質(zhì)量。為解決該難題，研發(fā)人員研究出了聚晶立方氮化硼刀片，具有較高的硬度、較好的耐磨性，優(yōu)良的高溫紅硬性和高的抗沖擊能力，可以達(dá)到較好的加工質(zhì)量，能夠滿足渣漿泵葉輪加工的技術(shù)要求。同時(shí)1?000萬(wàn)t/a煉油相繼已有多套裝置投產(chǎn)，在蒸餾裝置中，初餾塔循環(huán)泵和常壓塔底循環(huán)泵水力模型基本相同，該種類(lèi)型泵已有多臺(tái)國(guó)產(chǎn)化運(yùn)行業(yè)績(jī)。

六、結(jié)語(yǔ)

     隨著煉油行業(yè)的迅猛發(fā)展，國(guó)內(nèi)泵業(yè)獲得了較大的發(fā)展空間，泵產(chǎn)品的研發(fā)取得了一些新的進(jìn)展，主要表現(xiàn)在流程泵的品種和規(guī)格的增多。一些依靠引進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)的流程泵多已系列化，部分老產(chǎn)品也在吸收引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上有所改進(jìn)。小流量高揚(yáng)程泵、耐腐蝕泵以及無(wú)密封泵均擴(kuò)大了供貨的空間。特別是關(guān)鍵的流程泵和大型水泵，如石化行業(yè)用的加氫進(jìn)料泵、輻射爐進(jìn)料泵、立式和臥式高速泵以及低溫泵等高端泵，經(jīng)過(guò)制造廠和用戶的不懈努力都相繼研制成功并應(yīng)用，取得了可觀的國(guó)產(chǎn)業(yè)績(jī)。此外，有些泵制造廠可根據(jù)用戶要求提供自動(dòng)監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)，以保證關(guān)鍵部位泵能夠安全且可靠地在高效區(qū)運(yùn)行。因此，通過(guò)不斷改善急冷油循環(huán)泵運(yùn)行環(huán)境，完全可實(shí)現(xiàn)急冷油循環(huán)泵國(guó)產(chǎn)化，并能安全可靠運(yùn)行，從而打破國(guó)外公司在該領(lǐng)域?qū)Υ笮鸵蚁┭b備技術(shù)的壟斷。