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摘 要：分析单向阀弹簧断裂对高压氨泵安全运行的危害，制定相应的解决方法，解决氨泵长周期运行的问题。
关键词：高压液氨泵；单向阀；对策；导向
一、高压氨泵的简介
宁夏石化公司一化肥尿素装置使用的2台高压液氨泵是德国WORTHINGTON制造的VSE-H型7联立式柱塞泵。高压氨泵运行时，将由合成装置来的25℃、2.5Mpa的液氨升压到16.0Mpa后，送入高压系统进行合成尿素的反应。氨泵尿素装置一台关键设备，但该泵自2010年检修以来，单向阀弹簧频繁断裂，严重影响泵的安全稳定运行。
二、氨泵单向阀弹簧的使用现状
2010年冬季大检修后，氨泵弹簧的运行周期由6-9个月左右降到10天--1个月，与机动处讨论。联系合肥所进行试制攻关，同时联系进口备件厂商，查找原因，发现原进口弹簧制造厂家倒闭，进口代理商更换弹簧制造商造成弹簧使用周期下降。2011年6月合肥所制作了材质316和304的弹簧，分别运行了5天、4天，8月使用合肥所制作钛材弹簧2套，分别运行85天（丝径3.5mm）、3天（丝径3.2mm）。运行周期波动较大，经机动处、合肥所、部门讨论，对弹簧进行攻关，2012年5月更换合肥所新到钛材弹簧5套，运行周期1—2个月。
三、氨泵单向阀弹簧的危害分析
3.1弹簧断裂对单向阀的影响
柱塞泵单向阀工作原理是：柱塞运动吸液时，液缸内形成低压，进口阀芯由于内外液体压力差产生的作用力而打开，使液体进入液缸。柱塞排液运动时，进口阀芯在进口弹簧和内外压力差产生的作用力下迅速关闭，液体被加压，出口阀芯在内外压力作用下，压缩排液弹簧，打开出口阀芯，将液体排出。如图箭头所示。
1.进口阀隔套 2.进口阀阀座 3.进口阀阀芯 4.进口弹簧
5.出口阀阀座 6.出口阀阀芯 7.出口弹簧8.出口阀隔套
氨泵进出口单向阀的主要部件：阀芯、阀座、弹簧、隔套、O环，其中弹簧、阀座、阀芯对单向阀的运行周期长短影响较大。
单向阀正常运行状态时，弹簧将阀芯顶在阀座上，有两个作用：一是给单向阀阀芯一定的密封力作用；二是弹簧的一端需要进行固定。对于进口单向阀或出口单向阀，其提前开启或延迟关闭都会使液体倒流，使泵的进出口压力波动、泵转速大幅波动、造成流量大幅波动，引起泵的脉动发生波动，导致进出口管线剧烈振动。
3.2弹簧本身参数变化对设备运行的影响
弹簧的属性参数主要有节距、丝径、强度、刚度、弹性模量、有效圈数等几个主要参数。弹簧刚度大，则弹簧的弹力大，那么阀芯在全闭状态下，弹簧对阀芯的推力就相应变大，因此阀芯开启时，压力就要增加，在柱塞行程不变的情况下，压力不变，单向阀开启的行程就相应减少，造成单向阀延迟开启、提前关闭、开启不完全的现象，从而造成单向阀阻力增加、打量减少，导致泵的原有的流量脉动发生变化，泵的管线振动增大，甚至使泵做功效率下降较大，浪费能源，生产成本上升。无论进口单向阀或出口单向阀，提前开启和延迟关闭都会使液体倒流，使泵的进出口压力波动、流量大副波动、转速大幅波动，并且可能行程恶性循环，造成泵的脉动发生大副波动，导致进出口管线剧烈振动。另外弹簧过软，则对于阀芯在开启关闭过程中的缓冲作用减弱，单向阀阀芯行程增加，倒流现象产生的压力将使阀芯以很大速度撞向阀座，影响单向阀的寿命。
3.3运行过程中弹簧参数的变化对设备的运行的影响
在使用过程中，经监测发现，原进口弹簧与国产弹簧运行时，单向阀压盖的加速度，使用前后弹簧的参数都有较大的分别，进口弹簧参数稳定，国产弹簧经使用后参数有较大的变化。弹簧的长度发生变化，弹簧给予单向阀的予推力就会下降，单向阀阀芯的开启、闭合将会延迟，泵的运行情况就会有较大的影响。实际的运行状况是，原进口弹簧只有在弹簧发生断裂时才会出现转速波动、进出口压力波动，单向阀加速度上涨的现象，平时运行非常稳定；国产弹簧在运行初期，运行稳定，时间在1-2周，随后出现进出口压力波动、转速波动、单向阀加速度波动的现象，可能会造成进出口管线振动。在单向阀弹簧断裂后，都会有较大的撞击声音。
另在2011年底，使用原进口弹簧（使用后保存下来完好的弹簧）运行了5个月，说明单向阀其他部件没有问题。
四、针对上述弹簧对设备运行的影响分析，主要采取以下措施：
4.1使用多种材料制作弹簧，择优选用。根据不同材料制作弹簧使用，发现316、304、铬镍钢、TC4等几种材料制作的弹簧使用周期差别较大，其中TC4材料弹簧的使用时间最长，在1个月左右，最终确定使用TC4材料制作弹簧。
4.2由于受单向阀行程与尺寸的限制，弹簧使用过程中发现，弹簧的节距对弹簧的疲劳破坏次数有较大的影响，对弹簧的节距进行放大，国产弹簧节距尺寸有1mm左右的变化，对弹簧的受力均匀性不利。
4.3弹簧丝径的大小反应了弹簧抗剪切力的大小，在一定程度上影响疲劳破坏次数，经反复调整，将入口弹簧丝径放大至3.6mm。
通过以上措施，氨泵运行周期由初始出现的一周左右延长至目前的1-2个月，运行时间还是偏少，虽然对运转状况有所改善，没有达到理想的效果。
后续还需要继续进行攻关，主要从以下几个方面着手：1.与公司机动处、弹簧制作厂家协商，对弹簧及弹簧座进行改造，延长运行周期；2.通过采购部门联系原泵生产厂家，咨询同类型泵的运行情况，确定采购弹簧制造商。
关键词：高压液氨泵；单向阀；对策；导向
一、高压氨泵的简介
宁夏石化公司一化肥尿素装置使用的2台高压液氨泵是德国WORTHINGTON制造的VSE-H型7联立式柱塞泵。高压氨泵运行时，将由合成装置来的25℃、2.5Mpa的液氨升压到16.0Mpa后，送入高压系统进行合成尿素的反应。氨泵尿素装置一台关键设备，但该泵自2010年检修以来，单向阀弹簧频繁断裂，严重影响泵的安全稳定运行。
二、氨泵单向阀弹簧的使用现状
2010年冬季大检修后，氨泵弹簧的运行周期由6-9个月左右降到10天--1个月，与机动处讨论。联系合肥所进行试制攻关，同时联系进口备件厂商，查找原因，发现原进口弹簧制造厂家倒闭，进口代理商更换弹簧制造商造成弹簧使用周期下降。2011年6月合肥所制作了材质316和304的弹簧，分别运行了5天、4天，8月使用合肥所制作钛材弹簧2套，分别运行85天（丝径3.5mm）、3天（丝径3.2mm）。运行周期波动较大，经机动处、合肥所、部门讨论，对弹簧进行攻关，2012年5月更换合肥所新到钛材弹簧5套，运行周期1—2个月。
三、氨泵单向阀弹簧的危害分析
3.1弹簧断裂对单向阀的影响
柱塞泵单向阀工作原理是：柱塞运动吸液时，液缸内形成低压，进口阀芯由于内外液体压力差产生的作用力而打开，使液体进入液缸。柱塞排液运动时，进口阀芯在进口弹簧和内外压力差产生的作用力下迅速关闭，液体被加压，出口阀芯在内外压力作用下，压缩排液弹簧，打开出口阀芯，将液体排出。如图箭头所示。
1.进口阀隔套 2.进口阀阀座 3.进口阀阀芯 4.进口弹簧
5.出口阀阀座 6.出口阀阀芯 7.出口弹簧8.出口阀隔套
氨泵进出口单向阀的主要部件：阀芯、阀座、弹簧、隔套、O环，其中弹簧、阀座、阀芯对单向阀的运行周期长短影响较大。
单向阀正常运行状态时，弹簧将阀芯顶在阀座上，有两个作用：一是给单向阀阀芯一定的密封力作用；二是弹簧的一端需要进行固定。对于进口单向阀或出口单向阀，其提前开启或延迟关闭都会使液体倒流，使泵的进出口压力波动、泵转速大幅波动、造成流量大幅波动，引起泵的脉动发生波动，导致进出口管线剧烈振动。
3.2弹簧本身参数变化对设备运行的影响
弹簧的属性参数主要有节距、丝径、强度、刚度、弹性模量、有效圈数等几个主要参数。弹簧刚度大，则弹簧的弹力大，那么阀芯在全闭状态下，弹簧对阀芯的推力就相应变大，因此阀芯开启时，压力就要增加，在柱塞行程不变的情况下，压力不变，单向阀开启的行程就相应减少，造成单向阀延迟开启、提前关闭、开启不完全的现象，从而造成单向阀阻力增加、打量减少，导致泵的原有的流量脉动发生变化，泵的管线振动增大，甚至使泵做功效率下降较大，浪费能源，生产成本上升。无论进口单向阀或出口单向阀，提前开启和延迟关闭都会使液体倒流，使泵的进出口压力波动、流量大副波动、转速大幅波动，并且可能行程恶性循环，造成泵的脉动发生大副波动，导致进出口管线剧烈振动。另外弹簧过软，则对于阀芯在开启关闭过程中的缓冲作用减弱，单向阀阀芯行程增加，倒流现象产生的压力将使阀芯以很大速度撞向阀座，影响单向阀的寿命。
3.3运行过程中弹簧参数的变化对设备的运行的影响
在使用过程中，经监测发现，原进口弹簧与国产弹簧运行时，单向阀压盖的加速度，使用前后弹簧的参数都有较大的分别，进口弹簧参数稳定，国产弹簧经使用后参数有较大的变化。弹簧的长度发生变化，弹簧给予单向阀的予推力就会下降，单向阀阀芯的开启、闭合将会延迟，泵的运行情况就会有较大的影响。实际的运行状况是，原进口弹簧只有在弹簧发生断裂时才会出现转速波动、进出口压力波动，单向阀加速度上涨的现象，平时运行非常稳定；国产弹簧在运行初期，运行稳定，时间在1-2周，随后出现进出口压力波动、转速波动、单向阀加速度波动的现象，可能会造成进出口管线振动。在单向阀弹簧断裂后，都会有较大的撞击声音。
另在2011年底，使用原进口弹簧（使用后保存下来完好的弹簧）运行了5个月，说明单向阀其他部件没有问题。
四、针对上述弹簧对设备运行的影响分析，主要采取以下措施：
4.1使用多种材料制作弹簧，择优选用。根据不同材料制作弹簧使用，发现316、304、铬镍钢、TC4等几种材料制作的弹簧使用周期差别较大，其中TC4材料弹簧的使用时间最长，在1个月左右，最终确定使用TC4材料制作弹簧。
4.2由于受单向阀行程与尺寸的限制，弹簧使用过程中发现，弹簧的节距对弹簧的疲劳破坏次数有较大的影响，对弹簧的节距进行放大，国产弹簧节距尺寸有1mm左右的变化，对弹簧的受力均匀性不利。
4.3弹簧丝径的大小反应了弹簧抗剪切力的大小，在一定程度上影响疲劳破坏次数，经反复调整，将入口弹簧丝径放大至3.6mm。
通过以上措施，氨泵运行周期由初始出现的一周左右延长至目前的1-2个月，运行时间还是偏少，虽然对运转状况有所改善，没有达到理想的效果。
后续还需要继续进行攻关，主要从以下几个方面着手：1.与公司机动处、弹簧制作厂家协商，对弹簧及弹簧座进行改造，延长运行周期；2.通过采购部门联系原泵生产厂家，咨询同类型泵的运行情况，确定采购弹簧制造商。