泵維護的改進

在過去幾年裡，降低化學工程設施成本的需求日益高漲，同時引發對泵的安全標準、效率、可靠性、可利用性和診斷手段的更高要求。這些標準直接關係到停車后的生產損失、零部件更換、維護和維修成本。
在線工況監測方法允許針對損壞情況的維修，延長運行時間，減少停車和相應的成本損失。
對於活塞泵（圖1），只有開發泵閥的聲學在線監測系統才可以針對設備狀態進行維護。密封區中的固體雜質或者閥座磨損造成的泄漏可能影響泵的輸出，甚至導致整個單元的停產。本文介紹的聲學在線監測系統可以儘早地發現閥門的泄漏。

聲波發射分析的診斷
泄漏通常發生在湍流區域，尤其在高壓條件下出現氣蝕時，這時會產生聲波或超聲波，可以在閥門外安裝感測器進行探測。聲級是泄漏的測量單位。對診斷系統的要求有：
■觀察泵的所有排出閥。
■儘早發現泄漏。
■不受泵正常操作時雜訊的干擾。
■可以在較寬的泵衝程頻率範圍內使用。
■可以在較寬的壓力範圍內使用。
■允許由於密封區短時間附著固體造成的暫時泄漏。
■安裝簡單。
■參數化簡單。
■產生所監測的聲波發射源的診斷信息。
■除監測閥門之外，還可以監測隔膜和油溫。
在線診斷系統Sitrans DA（Siemens和Feluwa共同提出這個理念，共同試驗，由Siemens開發）滿足這些要求。聲波發射感測器安裝在閥門的外面，對泄漏信號高度敏感，而對泵的運行信號不敏感。對信號的適當處理使測量結果自動適應負荷條件的變化，如壓力或衝程數。操作工只需要設定報警值。
維護優化
迄今為止，排出閥的泄漏或故障只能通過流速等泵性能的降低發現，然後必須仔細查找問題的原因，有時需要拆卸和修改所有的閥門，人們不得不接受由此造成的泵效率的降低。
圖2是軟管隔膜活塞泵排出閥的使用壽命特徵。在第三階段，磨損使閥門的狀況惡化，需要維修。閥門磨損造成泄漏，且泄漏量越來越大。在最初階段，只有閥座被損壞，後來閥球也損壞了。閥門最早出現磨損到發生故障的時間取決於閥門的實際負荷、工作壓力和輸送流體，也許在5～60天之內。從第二階段到第三階段的過渡時間由閥門的負荷決定，可能會由於密封區暫時附著固體等原因而加速泄漏。因此很難預測閥門出現故障的準確時間，以及是否活塞泵的所有閥門都受到同樣的磨損。

泵的維護基於以下三個方案：
■基於時間的方案；
■補救性維護的方案；
■基於狀況的方案。
根據不同的裝置決定哪一種方案適用，並決定是否需要工況監測系統。
基於時間的維護不需要工況監測系統。磨損件在出現故障前就被更換了。維修間隔短導致維修頻繁，維修成本高，但是避免了非正常停車，可以計劃裝置的停車時間。
補救性維護允許泵一直運行到出現故障為止；其最大缺點是非計劃停車維修。
基於狀況的維護要求監測裝置或者操作單元的工況，其優點是：
■裝置出現故障前發現損壞，
■可以制定停車維修計劃，
■成本高昂的損壞出現之前已得到維修，
■延長零部件的使用壽命，
■裝置或單元的自動檢查。
一年前開始的在線診斷系統Sitrans DA的現場測試證明該系統可以提供排出閥損壞狀況的可靠檢測。圖3舉例說明了對Feluwa軟管隔膜活塞泵的泄漏檢測。輸送介質是壓力為150bar的懸浮液。測量顯示在泵頭2的吸入閥處聲級突然提高，遠遠高於報警值。大約兩小時后，泵停了下來，閥門被更換，然後測量值回落。由於首次監測到損壞后泵還可以最多運行兩周，因此在線診斷系統為計劃停車提供了充裕的時間。