高压加氢高压往复泵单向阀的改进

　　动设备高压加氢高压往复泵单向阀的改进马忠学（中国石油克拉玛依石化公司，新疆克拉玛依834003）设计上进行了局部改进，大大提高了阀的使用寿命。

　　繁造成两（台注水泵连续（fer小时不能注c情况玄此blishifeci表论文dgltsreserved.克拉玛依石化公司300kt/a高压加氢装置于2000年12月一次试车成功。在装置试运期间，高压注水泵P104?直工作不正常，泵进出口单向阀故障频繁，维修人员为了使刚刚试车成功的高压装置不停工，甚至几天几夜不下泵，两个泵来回维修，一度严重威胁到装置试车和正常运行。为解决该泵存在的问题，机动工程处组织有关技术人员对该泵存在的问题经过分析研究后，进行了技术改进，经实际运行取得了较好的效果，保障了高压加氢装置试车成功和正常运行。

　　1高压注水泵的主要技术参数该泵为国产电动三柱塞高压往复泵。

　　柱塞往复次数：n =416次/分阀孔直径：：k=25mm；2使用中存在的主要问题常压脱氧水经高压注水泵压力达到18MPa注入高压空冷器中，以防止高压空冷器结盐。一旦高压注水泵停止注水达10小时，高压空冷器将会结盐堵死，高压加氢装置就必须停工。2000年12月，因两台高压注水泵进出口单向阀故障频分危机。单向阀的问题主要表现在两个方面：阀杆频繁断裂，断裂部位主要是阀杆颈部退刀槽处。此处容易引起应力集中，特别是高压力下反复冲击易于疲劳，从而造成阀杆根部断裂。

　　阀的导向无法保证阀板和阀座的同轴度要求。其同轴度靠缸体内孔的形位公差保证。阀的压套、阀座、隔套、阀杆4个零件的加工精度不好保证，同心度也不容易达到要求。加之4个零件与缸体内孔的间隙较小，阀杆断裂后破坏了缸体内件表面，进一步影响了阀板和阀座的同轴度。同时，给拆装造成很大困难。

　　3问题的分析及计算针对出现的问题，经分析认为，泵进出口单向阀的设计要求在制造上不易保证，原泵阀结构如所示。

　　该阀为带下导向锥形阀，阀导向套即起导向作用又兼有升程限制器的作用，且在阀同一侧。阀材质是9Cr18，经调质处理，设计硬度达HRC55~60，从结构上看，泵阀升程限位受力处有退刀槽，此处在热处理中因为受热不均易产生应力集中，出现肉眼看不到的裂纹。因阀杆和导向套间隙很小，若其同轴度保证不了，阀杆受侧向力很大，运行中容易在此处折断。起初改进主要考虑将阀杆强度增加，材质由9Cr18改为3Cr13，阀杆位。现在石化公司机动工程处从事动设备管理，在读硕士研使阀孔大流速变为：图i原泵阀结构根据阀的无撞击条件验算阀的大升程根据往复泵单向阀设计中的库可列夫斯基条件，往复次数较高的单向阀有下列关系：实际阀的大升程hmax=6mm阀升程设计值偏大，当阀落到阀座时就会产生严重的撞击现象，使阀不能平稳工作。

　　=Qmax/Ac：Qmax??通过单个阀的大瞬时流量；流量（该泵有3个进口阀，3个出口阀）阀孔大流速对吸入阀为1.5~3m/s，对排出阀为2~6m/s.为了通用，一般将吸入、排出阀设计成相同的尺寸。

　　从计算看，吸入阀阀孔大流速过高，造成往复泵的吸入状况不良。

　　综上验算结果分析，该泵设计升程过高，阀在撞击条件下运行，使密封面的寿命降低，且密封面和升程限制受力面均易被撞变形，从而影响了阀和阀座的同轴度，使阀在关闭和全开时易倾斜；阀孔大流速过高，使往复泵的吸入状况恶化，另外阀杆直径较小（dg= 10mm）阀杆的退刀槽的存在又减小了阀杆直径，热处理受热不均易产生应力集中，因此运行中阀杆很容易在此处折断。

　　4改进方案通过以上分析计算在不改变泵阀座腔尺寸的情况下对该泵组件进行了改进。

　　将由缸体阀座腔孔定位改为阀座和阀套一体定位，加大阀组件与缸体阀孔间隙。改进后，加工精度和同心度都较容易满足使用要求，既容易定位，又易于安装。

　　将单向阀打开时升程限位点改到阀盘密封面背面，阀杆导向放在阀孔内，阀杆根部圆弧过度，没有退刀槽，避免应力集中，抗冲击、耐疲劳、提高产品的使用寿命。改进后的泵阀见。

　　部烧裂，加热炉底部钢板被烤成暗红色。表2燃气组成分析组分含量，％氢气甲烷乙烷丙烷丁烷表3新旧两种燃烧器使用情况对比项目新型燃烧器原燃烧器点火性能烧干气时火焰形状火焰粗而长，有舔炉管现象火焰长度适当烧氢气时火焰形状火焰长度适当火焰短，集中在火盆周围控制性能*C均可控制炉膛温度在150C以下不易控制适应性能瓦斯带油时也能正常燃烧，不回火而新型燃烧器在烧干气时，火焰较长，特别是3台重沸炉，虽然只需点2个燃烧器，热负荷就可满足工艺需要，但由于火焰长度太长，几乎达到对流段。通过增加火嘴数量、降低单台燃烧器负荷的办法压低了火焰长度。改烧氢气后，火焰高度明显降低，颜色变浅，燃烧情况良好。

　　可见，老式燃烧器更适合燃用催化干气类的常规燃料气，而新型燃烧器更适合燃用高氢燃料气。新型燃烧器在燃用催化干气时出现了火焰发散、过长，甚至舔炉管等现象，正是燃烧弱化的特点；另外，火焰发散、过长还有另一个原因，燃烧器设计时负荷偏大，造成加热炉运行状态下，燃烧器低负荷运行，进一步削弱了燃气与空气的混合，加剧了“弱化燃烧”。所以说，燃氢燃烧器采取的“弱化燃烧”的措施是恰当的和成功的，但也应看到这一措施的弊端，这正反映出常规燃烧器与燃氢燃烧器设计思想上的矛盾一即强化燃烧与弱化燃烧的矛盾，如何使这对矛盾在同一主体上得以调和，还需作进一步的探讨。

　　5结论通过以上介绍、分析，可以得出以下结论：燃料气压力控制系统与加热炉安全保障系统改造后，能够实现富裕氢气安全并入燃料气管网；富裕氢气并入燃料气管网后，不仅保证了其它炼油装置的安全，而且避免了4t/h的氢气排火炬而造成的损失，当月（约21天）就可收回全部改造投资，经济效益巨大；由洛阳石化工程公司设备研究所设计制造的新型燃烧器，可以使用氢气和催化干气两种燃料气，具有良好的稳定性、安全性；燃氢燃烧器采用“弱化燃烧”的措施是合理的、可行的，但这项措施也有其局限性，不可无限推广。