王德尧1，姬香云2
（1. 河南能源化工集团安化公司，河南 安阳455133；2. 安阳九久化学科技有限公司，河南 安阳455133）
［摘 要］ 河南能源化工集团安化公司乙二醇分公司200 kt/a煤制乙二醇装置配套变压吸附装置PSA-CO系统（二段）有21台WLW-2400B往复式真空泵，运行过程中经常出现真空泵排气温度超标、真空泵检修频繁等问题。为此，2013年10月—2019年2月期间，安化公司分阶段对WLW-2400B真空泵缸体结构、活塞杆结构、活塞结构、气阀型式、冷却水系统、润滑油系统等进行了优化改进。优化改进后，真空泵排气温度得到有效降低，CO产品气产量得到提高，真空泵运维成本下降，助力了乙二醇装置的安、稳、长、满、优运行。
［关键词］ 往复式真空泵；活塞杆结构；供油方式；气阀材质；设备本体；设计缺陷；优化改进
［中图分类号］ TB752+.21［文献标志码］ B［文章编号］ 1004-9932（2019）06-0046-03
0 引 言
往复式真空泵广泛应用于煤制乙二醇项目配套变压吸附（简称PSA）装置，其作用是以抽真空的方式对吸附剂进行快速、深度解吸，使吸附塔内吸附剂得到较为彻底的再生。河南能源化工集团安化公司（简称安化公司）乙二醇分公司200 kt/a煤制乙二醇装置于2012年12月投产，其配套PSA装置（隶属PSA车间）现有往复式真空泵39台，分别为WLW-4800B真空泵1台、WLW-4800H真空泵1台、WLW-2400H真空泵2台、WLW-2400B真空泵35台。其中，35台WLW-2400B真空泵，PSA-CO2系统（简称一段）有9台、PSA-H2系统（简称三段）有5台、PSA-CO系统（简称二段）有21台（2015年对其中的2台真空泵进行了气缸、气缸盖同时改造，对其中的5台真空泵进行了气缸盖改造，对其中的1台真空泵进行了气缸改造）。随着系统的不断优化，生产负荷不断调整，之后又新增了WLW-4800B真空泵1台、WLW-4800H真空泵1台、WLW-2400H真空泵2台。乙二醇装置投运后，随着生产负荷的不断提升，当生产负荷达80%时，每组吸附塔需同时开满3台真空泵才能满足生产所需，而此时却出现了真空泵排气温度远超控制指标且真空泵打气量降低的问题，且存在气阀、支撑环、活塞环检修频繁的问题。为此，安化公司乙二醇分公司于2017年12月决定对二段剩余的13台WLW-2400B真空泵（2015年已对8台WLW-2400B真空泵进行了改造）逐台进行技改。
1 PSA装置工艺及WLW2400B真空泵概况
1.1 PSA装置工艺流程
安化公司乙二醇分公司变换车间常压脱硫变换系统送过来的净化气（主要成分为CO、H2、CO2、CH4、N2、Ar），在通过PSA-CO2系统（一段）时，气体中的CO2、CH4、少量水等被吸附剂吸附，半成品气从吸附塔顶流出经精脱硫至总硫含量≤01×10-6后，进入PSA-CO系统（二段）；在PSA-CO系统中，CO被PU-1铜基吸附剂选择性吸附，通过逆放与抽真空得到纯度在98%以上的CO产品气，CO产品气再通过CO压缩机增压后送乙二醇主装置；PSA-CO系统吸附尾气进入PSA-H2系统（三段），N2等杂质气体被吸附剂选择性吸附，H2产品气（纯度≥99.9%）以吸附尾气的形式从吸附塔塔顶流出，经H2压缩机增压后送乙二醇主装置。
1.2 WLW-2400B真空泵设备参数
WLW-2400B真空泵（35台）：抽气速率为2 400 L/s，极限压力15 mmHg（2 000 Pa），转速267 r/min，电机功率200 kW；进气口通径φ420 mm，排气口通径φ420 mm，进水口、排水口接头规格均为6″；运行噪声≤85 dB（A）。
2 真空泵运行中存在的主要问题
2.1 真空泵排气温度高
实际生产中，由于PSA-CO2系统（一段）、PSA-CO系统（二段）、PSA-H2系统（三段）之间的抽真空阶段存在较大差异性，一段、二段、三段真空泵运行温度各不相同，环境温度在5～20 ℃时，一段真空泵排气温度在130～140 ℃，二段真空泵排气温度高达155～175 ℃（指标为150 ℃以下），三段真空泵排气温度在105～115 ℃之间；同一抽真空阶段，真空泵气阀温度较排气温度高出10 ℃左右；当（夏季）环境温度在20～35 ℃时，一段、二段、三段真空泵排气温度较其他季节平均升高约20 ℃，真空泵排气温度高问题十分突出。
运行中，一段、三段真空泵排气温度也上涨，但能控制在150 ℃以下未超标，不用处理；而二段真空泵气阀温度经常超过设计指标，最高达200 ℃左右，既降低了真空泵的打气量，又缩短了气阀、活塞环、支撑环的使用寿命。因此，必须解决真空泵运行中排气温度高的问题，才能确保系统的安、稳、长、满、优运行。
2.2 真空泵检修、跳车频繁
运行过程中，真空泵经常出现活塞体、活塞杆及缸盖损坏的事故；真空泵气阀使用寿命短、更换频繁；真空泵润滑油系统油压低导致真空泵跳车事故频现。上述问题不仅危及系统的稳定生产，而且导致真空泵检修频繁。
3 原因分析及优化改进方案
3.1 活塞杆结构存在设计缺陷
3.1.1 问题描述
原活塞与活塞杆连接形式见图1（a），为上、下压板和6根M12的螺栓连接在一起，运行过程中经常出现因螺栓预紧力不等或疲劳断裂造成活塞体、活塞杆及缸盖损坏的事故，这也是造成真空泵频繁检修的主要原因之一。
3.1.2 优化方案
更多内容详见《中氮肥》2019年第6期