中压碳酸盐溶液泵300p03c更新项目建议书.docx
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中压碳酸盐溶液泵300p03c更新项目建议书
中压碳酸盐溶液泵（300P03C）更新项目建议书
项目名称：
中压碳酸盐溶液泵（300P03C）更新项目
建设单位：
重庆建峰化工股份有限公司
项目地址：
重庆市涪陵区白涛镇
联系人：
冯松明潘绪磊
联系电话：
72597589
2016年1月6日
重庆建峰化工股份有限公司化肥分公司
1更新项目的基本情况
中压碳酸盐溶液泵（300P03A/B）、为一化尿素装置低压系统设备（见图1）。
其作用是将回收的氨、二氧化碳的水溶液输送回中压系统再度利用，降低消耗。
A/B泵互为备用，正常运行时为一用一备，如果两台泵均因故障短时间（3小时以内）无法运行，则将造成整个装置物料严重失衡而封塔停车。
图1300P03A/B泵流程简图
该泵型号为：
LMV-322，属单级增速的立式离心泵。
该泵体性能参数详见表1：
表1300P03泵的性能参数
功率（kW）
45
转速（rpm）
输入
2960
输出
7300
介质
碳铵溶液
温度（℃）
35-44
电流（A）
47.5－82
流量（m3/h）
27.2-33
入口压力（MPa）
0.4
出口压力（MPa）
2.57
该泵除机械密封、辅助密封圈国产化外，其余备件均为国外原厂备件。
高速轴及相关组件原设计简图二：
图2泵轴结构简图
该泵在装置投产前期运行比较稳定，打量及压力均能满足当时的设计要求。
自2007年11月与三胺装置联运，三胺装置副产的碳铵液及工艺冷凝液均依靠一化尿素装置来回收，造成尿素装置整体回收负荷增大，300P03泵时常超额定负荷运行，同时300V06内介质组分NH3和CO2浓度变化、波动，也易造成300P03泵时常汽化，故300P03A/B泵检修频率上升。
同时泵高速轴主件轴头腐蚀问题厂商一直未能解决，其备件消耗较高。
且美国胜达因生产厂商进口备件逐年涨价较快，备件采购周期又较长，已成为影响尿素装置安、稳、长、满、优运行的主要隐患，解决此隐患迫在眉睫。
为了确保尿素装置的稳定运行，因此，特提出对300P03泵进行更新。
根据与三胺联运的工艺要求，重新选型，新增一台300P03C泵作为主运行泵，原300P03A/B作为备用泵，从而降低其日常维护费用。
2、更新项目实施的必要性和技术可行性
2.1项目实施的必要性分析
2.1.1泵检修频率和维修费用高
图3为2007至2015年300P03泵检修次数统计。
图3300P03A/B历年检修次数统计
根据统计，该泵2012年维修费用为7.36万元，2013年维修费用为6.14万元，2014年维修费用为9.52万元。
在2015年7月1日，300P03B由于高速轴与轴套抱死，整个齿轮箱转动部件低速轴、高速轴、轴套、滑动轴承、止推片等全部更换，仅此次检修更换备件费用，已经达到7万多元，特别在12月25日出现双泵瘫痪的抢修，2015年300P03A/B泵检修备件费用达到18万元，不仅检修费用大幅增加，而且严重威胁了系统的正常运行。
2.1.2备件采购周期长，费用逐年上涨
由于该泵关键零部件一直用的是国外备件，比如：
低速轴、高速轴、轴套、滑动轴承、齿轮油、叶轮、诱导轮等，这些备件采购周期一般在6个月以上，表2为300P03泵高速轴这几年采购结算单据。
表2300P03A/B高速轴历年采购结算单据
序号
单据编号
物料名称
规格型号
单位
实际单价（元）
含税单价（元）
1
GW302920101109009
高速轴组件
SH01AB01DF
套
23091.0
27017.0
2
GW302920110413006
高速轴组件
SH01AB01DF
套
22728.0
26592.0
3
GW302920130402006
高速轴组件
SH01AB01DF
套
28979.0
33905.4
4
GW302920150801089
高速轴组件
SH01AB01DF
套
37000.0
43290.0
从以上单据看，其高速轴备件费用上涨接近一倍，也是直接造成每年维修费用上涨的一个原因。
2.1.3泵高速轴轴颈位置易腐蚀，存在设计缺陷
图4高速轴装配图
如图4所示，高速轴与叶轮连接是通过反丝螺杆进行连接，在此部位还有一个键槽，一旦泵气蚀或负荷高，此处轴颈都是受力最大，通过查询这些年300P03泵的检修记录，高速轴断裂全部都是发生在该轴颈部位，见下图5所示。
图5高速轴轴颈断裂照片
虽然这些年围绕300P03A/B泵存在的问题，我们做了很多的改进，比如：
采用在诱导轮O型密封槽旁再开一个O型密封槽，见图6所示，即将原来的单O环密封改为双O环密封；自制了机封备件试漏检漏装置，见图7所示，目的是确保泵机封回装时的装配质量；在机封外加一股密封水，见图8所示，保证了泵汽化时，机封腔内堆积的结晶物能及时得到冲洗，从而延长机封的使用寿命，等等。
图6诱导轮O环改进图7机封试漏装置
.
图8机械密封液改进图
但这些改进并没有从根本上解决泵频繁检修问题，以及高速轴轴颈腐蚀问题，已成为尿素装置安、稳、长、满、优运行的主要隐患，解决此隐患迫在眉睫。
2.2项目实施的技术可行性
从表1原泵技术参数看，目前泵运行参数主要是高于原设计参数，表征为泵超额定流量和超额定电流运行，所以更新泵需重新设计、选型。
且原泵为单级增速的立式离心泵，一旦机械密封发生泄漏，每次检修均需拆卸电机和齿轮箱体，非常麻烦，检修效率低下。
随着科学技术的发展，现今不需要增速齿轮箱，多级离心泵就能够满足这一工艺要求，该类泵运行平稳，维修成本费用又低。
从对国内外知名品牌“大连深蓝泵业”、“重庆水泵厂”、“磨锐泵上海有限公司”、“嘉利特任源”等厂商的技术咨询来看，对方均能满足其更新改造技术要求。
即重新选购一台卧式中压碳酸盐溶液泵，命名为300P03C，将其作为主泵运行，300P03A/B作为备用泵。
更新泵的技术参数要求如表3所示。
表3更新泵技术参数要求
泵材质
316L
介质粘度cst
1.5
泵进出口法兰尺寸
入口管径6〞150#，
出口管径3〞300#
气蚀裕量（NPSH）
1.7m
介质
NH3:
42.16％，
CO2:
15.95%，
H2O：
41.89%
电机
防爆标志XdⅡBT4、IP55、F级绝缘、额定电压380V、50Hz
流量，M3/H
泵正常流量32m3/h
额定流量：
37m3/h
介质温度，℃
35--44
进口压力，bar
4.36bar（绝）
介质结晶温度，℃
28
出口压力，bar
25.9bar（绝）
连接形式
TSK0060饶性联轴器
压差
21.5bar
可用净吸头
2.4m
压头差
245m
P．T时的比重
916/96
前期通过供应商的咨询，一般低速多级卧式离心泵就能满足上述技术要求，电机转速2970RPM，功率在40KW以下，机封冲洗方式：
32+62（与300P15A泵一样，另加密封水冲洗），且泵的效率能做到60%以上。
因此，建议更新选择多级卧式离心泵，泵的结构图如图9所示，泵的性能曲线如图10所示。
图9300P03C多级卧式泵外形图
图10300P03C多级卧式泵性能曲线
3、更新项目实施方案
3.1方案1
增加一台新泵，即在原有300P03A/B不变位置，新增加一台卧式离心泵，以满足系统要求
具体实施方案如图11所示，
图11更新300P03C流程简图
3.2方案2.在300P03A/B两泵中选择一台泵进行更新，即原有泵的电缆和通道还可以再次使用，可节约一定费用。
3.3方案一和方案二对比优缺点
通过论证发现更换一台卧式300P03泵，存在以下缺陷，
3.3.1因原有泵为立式基座，要改成卧式，整体基座长度要达到3.1*1米，原有泵基座只有0.6*0.6米，基座要重新打掉并重新开挖、灌浆、预制，时间周期长，并且会影响另外一台泵长周期稳定运行，且界区通道也会占用很大一截，影响通道安全。
2.两台泵不一样模式，一台高速离心泵，一台是卧式低速离心泵，倒泵和操作上也有差异，并且进出口管线要重新设计配管，并且不利于双泵倒泵运行。
3.电器电缆已近运行多年老化现象，老电缆用在新泵上，电缆长度不够。
3.3.2新增加一台泵300P03C，虽出来几万费用。
但有几下几方面优点：
①300P03A/B可以继续采用现有操作模式，对300P03A/B稳定运行无任何影响。
②新泵的地基开挖布管装泵，完全不影响现有300P03A/B现有状态运行，可以合理整体布局。
③可以解决300V06目前分析不能正常取样问题。
3.3.3通过对比建议还是增加一台新泵300P03C，更能确保装置稳定运行。
因此方案一更可行。
3.4具体实施方案可行性
300P03A/B位于尿素装置管廊区地面，分别在管廊支撑立柱之间，若在相邻的两泵间安装新增泵，则A、B泵的检修空间将受到影响，且上方管道较多，对新增C泵的进出口管道布置不利，而300V06下液阀处无设备和管道，此处空间足够300P03C泵安装施工，在此处增设300P03C泵完全可以满足土建施工、电气、仪表配套设施安装、设备安装和管道施工的要求。
4、投资估算及资金来源
4.1投资估算:
表4300P03C更新备件材料预算清单
300P03C更新备件材料清单
序号
备件材料名称
材质
规格型号
单位
数量
价值（元）
备注
1
泵及电机
泵体材质316
详见技术参数表
台
1
230000
设备购置费：
18万元
2）、两年期备件费用：
5万元
2
不锈钢管
316L
6″*3.5
米
10
7000
168.3*3.4
3
不锈钢管
316L
3″STD
米
4
2200
4
三通旋塞阀
316L
6″150#RFC
台
1
26000
带配对法兰
5
90°弯头
316L
3″300#BW
件
4
3000
6
短接法兰
316L
6″150#RFC
件
1
2000
7
等径三通
316L
3″300#BW
件
1
3000
8
等径三通
316L
6″×6″×6″150#BW
件
1
2600
9
管道支架及支撑
件
2
1500
10
三通旋塞阀
316L
3″300#BW
台
1
16000
11
90°弯头
316L
6″150#BW
件
1
2000
12
90°弯头+法兰
316L
6″150#RFC
件
1
3600
13
短接法兰
316L
3″300#RFC
件
1
800
14
止逆阀+法兰
316L
3″150#RFC
台
1
3600
15
过滤网+法兰
316L
6″150#RFC
台
1
4000
16
动力电缆
VV3*35+1*16
米
250
40000
17
操作柱
BZA8050A1B1K1
个
1个
660
18
控制电缆
KVV5*1.5
米
500
6280
19
控制电缆
KVV2*2.5
米
250
1200
20
电缆桥架、镀锌钢管等
1500
21
膜盒压力表
316L
3000
22
辅助管线及阀门
4000
23
焊材及加工件
4000
24
土建及防腐
6000
25
更新施工费
16000
26
设计费
30000
27
其他不可预计费用
10000
28
合计
429940
合计总费用:
429940元
4.2资金来源：
2016年度设备更新改造费用。
5、预期效果及效益评价
通过对中压碳酸盐溶液泵的更新改造后，将彻底解决该泵的打量打压，以及轴颈腐蚀问题，确保泵的平稳运行，从而减少泵的故障率，降低泵的维修成本，其直接经济效益和潜在社会效益明显。
6、风险分析评估
6.1300P03C施工及检维修安全分析表
序号
工作步骤
危害
主要后果
现有安全控制措施
L
S
R
建议改进措施
1
工艺排放置换
环境
污染
工艺介质经CD管排放，油排放到专用桶中
1
1
1
可以接受
2
新泵安装
作业人员
肢体伤害
穿戴规定的防护用品、严格吊装操作规定
1
1
1
可以接受
3
泵头配管
作业人员
肢体伤害
穿戴规定的防护用品、严格吊装操作规定
1
1
1
可以接受
4
电器仪表接线
作业人员
肢体伤害
穿戴规定的防护用品
1
1
1
可以接受
5
管线清洗
作业人员
肢体伤害
穿戴规定的防护用品、严格吊装操作规定
1
1
1
可以接受
6
现场清理
环境
污染
工业垃圾按类别清理回收与处理
1
1
1
可以接受
7
倒泵
工艺系统
波动，300P02跳车
严格执行工艺操作规程
1
1
1
可以接受
6.2300P03C运行安全分析表
序号
工作步骤
危害因素描述
后果及影响人员
风险评价
现有控制措施
建议改进措施
残余风险是否可接受
暴露频率
可能性
严重度
风险值
1
泵投用开始输送介质
泵引碳铵介质泄漏
附近人员碳铵灼伤、中毒
2
3
1
2
1、工作服、护目镜、手套2、水试压合格3、新系统操作培训
无
是
2
启动碳酸盐泵300P03C
泵体及进出口管线碳铵泄漏
附近人员碳铵灼伤、中毒
2
2
3
3
1、工作服、护目镜、手套2、水试压合格3、新系统操作培训
无
是
3
泵退出系统
泵排放泄漏碳铵
操作人员碳铵灼伤、中毒
2
3
1
4
1、工作服、护目镜、手套2、水试压合格3、新系统操作培训
无
是
4
日常巡检
泵出现泄漏
人员碳铵灼伤、中毒
3
3
1
4
1、工作服、护目镜、手套2、水试压合格3、新系统操作培训
无
是
经过风险评估，只要检修人员严格按照检修方案进行检修，操作人员认真履行操作规程，风险较小，在可控制范围内。
基本无风险。
7、项目的实施时间
2016年大修期间先接甩头，二季度完成。
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