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)泵的殼體及葉輪會產(chǎn)生嚴(yán)重的磨損腐蝕，嚴(yán)重影響泵的使用壽命。這類泵的性能要求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國產(chǎn)普通BB2泵的性能范圍，基本由國外知名品牌泵制造公司生產(chǎn)。本文通過對急冷油粘度大、含硬質(zhì)焦粉顆粒和泵密封運(yùn)行壽命低等關(guān)鍵性制約國產(chǎn)化進(jìn)程的因素進(jìn)行分析，提出了國產(chǎn)化的可行性分析，為我國急冷油循環(huán)泵國產(chǎn)化研究提供參考。

    目前我國各大乙烯裂解裝置單臺急冷油循環(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)，來達(dá)到耐磨要求，這類泵性能要求已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國產(chǎn)普通BB2泵的性能范圍，基本由SULZE、FLOWSEVE、EBARA及GOULDS等國外知名品牌泵公司生產(chǎn)。因此，開展急冷油循環(huán)泵國產(chǎn)化研究對促進(jìn)我國泵行業(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，反過來，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，其過濾精度設(shè)計(jì)為只能過濾掉2.5?mm以上的焦粉顆粒，2.5?mm以下的小直徑顆粒焦粉無法去除，仍然滯留于急冷油中，隨著裝置運(yùn)行周期加長，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)海百萬噸/年乙烯及武漢80萬t/a乙烯工藝包中對急冷油過濾器配置進(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)泵安全長周期運(yùn)行帶來有利條件。

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、與國外先進(jìn)技術(shù)存在差距

    與國外先進(jìn)石化泵制造企業(yè)相比，我國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，國內(nèi)企業(yè)對產(chǎn)品的可靠性往往自己也說不清楚，如泵的壽命到底是多長時(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，沒有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，所以一旦技術(shù)交流涉及此類問題時(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、可選用的材料、配套的密封、軸承、臨界轉(zhuǎn)速、潤滑系統(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。而國內(nèi)自己開發(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，可以說做到了精雕細(xì)刻，近于鏡面，國內(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，由于我國基礎(chǔ)材料相對薄弱，使得原材料的質(zhì)量和配套件的質(zhì)量總體上達(dá)不到國際先進(jìn)水平，如鑄件、閥門、密封和監(jiān)測儀表等。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、國產(chǎn)化進(jìn)展緩慢

    雖然國家一直倡導(dǎo)石化重大裝備國產(chǎn)化，但實(shí)際進(jìn)程緩慢，國產(chǎn)化進(jìn)程落后于石化工業(yè)的發(fā)展速度。由于原來很多泵行業(yè)國有企業(yè)的改制和合資等原因，我國大型石化泵裝備的國產(chǎn)化工作受到很大的影響，這部分市場迅速被國外公司占領(lǐng)，如日本EBARA、瑞士SULZER和美國FLOW-SERVE等公司。雖然這些關(guān)鍵泵國內(nèi)企業(yè)也能制造，甚至是使用國外公司的引進(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題，特別是對于首臺首套設(shè)備(指沒有實(shí)際使用業(yè)績的第一臺設(shè)備)寧可多花錢，關(guān)鍵設(shè)備也要進(jìn)口。因此，國內(nèi)急冷油循環(huán)泵國產(chǎn)化前景廣闊。

四、急冷油循環(huán)泵國產(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)簡單，混合效果差，降溫慢，流程長，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)程高還會帶來另一不利因素，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源，急冷油中的焦粉主要來自裂解爐燒焦焦粉在裂解氣切換閥門前的累積，少部分來自裂解爐運(yùn)行時(shí)的異常跳車。由于乙烯裝置裂解爐采用在線燒焦工藝，裂解氣管線閥門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前進(jìn)行累積，運(yùn)行時(shí)，隨著裂解氣閥門的打開，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，其焦粉顆粒也就越硬，曾測得焦粉硬度達(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)燒焦管線閥門前會積累急冷油，在燒焦時(shí)如果燒焦氣是直接排放大氣的，會有急冷油排放到大氣中，影響環(huán)境，燒焦氣采用爐膛排放，就沒有問題了。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.國產(chǎn)化部件：部分備件已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，特別是機(jī)械密封已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化多年，且也對出現(xiàn)的問題進(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

我國開發(fā)的高鉻抗磨材料已經(jīng)達(dá)到國外同類產(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，近年來國內(nèi)在上述幾個(gè)方面的研究基礎(chǔ)上，針對不同工況條件尋求其高硬度與高韌性的配合，開發(fā)應(yīng)用了一些新的工藝技術(shù)，取得許多新的成就。

五、同類型設(shè)備國產(chǎn)化情況

    目前，一些國內(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，該種類型泵已有多臺國產(chǎn)化運(yùn)行業(yè)績。

六、結(jié)語

     隨著煉油行業(yè)的迅猛發(fā)展，國內(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，取得了可觀的國產(chǎn)業(yè)績。此外，有些泵制造廠可根據(jù)用戶要求提供自動(dòng)監(jiān)測和控制技術(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)泵國產(chǎn)化，并能安全可靠運(yùn)行，從而打破國外公司在該領(lǐng)域?qū)Υ笮鸵蚁┭b備技術(shù)的壟斷。