延長石油碳氫研究中心采用美國KBR公司輸運床氣化技術及自主開發的二段轉化技術建設了一套100t/天的中試裝置，該技術主要由輸運床氣化系統和二段轉化系統組成，解決了常規流化床氣化中的焦油殘留、甲烷含量偏高、碳轉化率偏低的問題，合成氣產量高、質量好。同時，該技術具有處理原料范圍廣、單臺氣化爐處理能力大、節能環保等優點。該中試裝置分為三個工段，分別為制粉工段、氣化工段及凈化工段。凈化工段的主要作用為對產生的合成氣進行降溫、濾去粗合成氣中飛灰及脫出合成氣中的鹵素及酸。該工段洗滌塔塔底循環泵為大連帝國產的高溫分離B型屏蔽泵，該泵的軸承采用碳化硅材質，該泵在運行過程中出現軸承、軸套、推力盤破裂現象，影響裝置的正常運行。
　　1　屏蔽泵結構及主要故障
　　屏蔽泵是用同一根軸將電機的轉子與泵的葉輪固定在一起的，然后用屏蔽套將這一組轉子屏蔽。電機的定子圍繞在屏蔽套的四周，屏蔽套是由不銹鋼金屬制成的，因此可以通過磁場傳遞給轉子，整個轉子在泵送液體中轉動，其結構如圖1所示。

　　被輸送液體由泵的吸入口進入泵腔，在高速旋轉的葉輪作用下，液體能量增加，從泵的排出口排出，在泵排出口引入輸送液體的(1%～3%)作潤滑與冷卻使用。
　　循環液有兩個流向，分別為:循環液流向一：泵排出口小孔－夾套式冷卻循環管－RB型端蓋－付葉輪－定子屏蔽套與轉子屏蔽套的間隙－前側軸承與前側軸套之間的間隙。
　　循環液流向二：付葉輪－后側軸承與后側軸套之間間隙－軸端中心孔。連接體上的傾斜小孔將葉輪產生的高壓傳入電機室，防止付葉輪產生汽蝕。

　　在KSY裝置第四次開車運行初期，點動屏蔽泵(411－JA)發現電機超流，泵未啟動。點動(411－JB)，泵啟動正常，但在泵運行約24h后，停泵后再次啟動，發現該泵無法啟動。在對屏蔽泵(411－JA)檢修過程中，發現軸承、軸套、推力盤、轉子、定子表面存在大量焦油和固體顆粒。同時在拆卸過程中，滑動軸承粘結在軸承座里，很難將其取出，取出后發現軸承、軸套、推力盤均存在不同程度的裂紋;在對屏蔽泵(411－JB)檢修過程中，發現定子與轉子顏色變為紅色，軸承、軸套、推力盤上存在少量的焦油和固體顆粒，檢查泵入口過濾器，發現入口過濾器存在大量的焦油和固體顆粒。同時，檢查發現兩臺泵的轉子與定子表面均出現輕微劃痕。
　　2　屏蔽泵故障分析
　　2．1工藝介質的影響
　　屏蔽泵(411－JA/B)輸送的介質為洗滌塔塔底堿液，經過氣化反應生產的合成氣在堿洗塔內進行洗滌，主要用于脫出合成氣中的鹵素。由于前工段未能達到設計值，反應生成的焦油未能全部熱解，同時，旋風分離效果不理想，未能將合成氣中的固體顆粒有效分離，使得洗滌塔底部沉積了焦油和砂子。沉積的焦油和砂子通過塔底出口管線法蘭與泵的入口管線連接，使潔凈度不高的堿液進入泵內。屏蔽泵是通過在排出口引入少量的輸送液體(1%～3%總流量)作為潤滑和冷卻使用。依次對后軸承進行潤滑冷卻，然后再通過轉子與定子的間隙進行冷卻，再對前軸承進行冷卻。Z后經葉輪平衡孔回流到葉輪回眼口。如果輸送介質含有雜質，潔凈度不夠，一方面使入口過濾器堵塞，泵的入口流量小于泵設計的Z小流量，使得介質在泵內氣化，或泵入口沒有流量，泵出現干轉現象。如泵(411－JB)，轉子與定子出現紅色，長時間運轉會導致電機燒壞。另一方面可能出現循環管堵塞，使得潤滑和冷卻效果下降，如果含有固體顆粒容易使轉子與定子出現明顯劃痕，長期運行會導致轉子和定子失效，同時電機燒壞。因此屏蔽泵在運行時一定要保證輸送介質干凈，同時入口流量必須大于泵設計時的Z小流量。

　　對于屏蔽泵(411－JA)在點動時未能啟動，檢修時發現軸承、軸套、推力盤、轉子、定子表面存在大量焦油和固體顆粒，軸承與軸承座粘結在一起，無法拆下，通過蒸汽加熱的方法才將軸承拆下。通過以上現象可以判斷，泵輸送介質的潔凈度不高是引起軸承破裂的主要原因;對于(411－JB)泵軸承、軸套、推力盤上存在少量焦油，軸承并未與軸承座粘結在一起，但是拆開后發現整個轉子顏色發紅，入口過濾器存在大量的砂子，過濾器堵塞，可以判斷出(411－JB)軸承破裂的原因為泵長時間在小流量下運行，并使得部分堿液氣化，泵干轉運行，使得轉子表面發紅。

　　2．2軸承材質的影響
　　該泵的軸承為滑動軸承，其材質選用碳化硅，碳化硅屬于陶瓷，是以泥沙為主的SiO2，具有優良的耐化學腐蝕、耐磨、耐高溫性能及硬度高、自潤滑性能好、抗高溫蠕變、摩擦系數小、導熱系數高等優點，其根據燒結方式的不同，可以分為高壓燒結、無壓燒結和反應燒結三種，無壓燒結碳化硅以其高耐磨性和低摩擦系數的優點，在屏蔽泵中得到廣泛應用。但碳化硅的硬度高，致使其沖擊韌性相對較低，在沖擊和振動工況下，軸承容易破裂。屏蔽泵在啟動或停止時會產生很大的軸向力。屏蔽泵運轉時，葉輪的前后蓋板所受壓力不平衡而產生軸向力，通過轉子作用在軸承上，同時由于軸承與軸套之間、轉子與定子間隙存在焦油和固體顆粒物，使軸承與軸套、轉子與定子粘結在一起，因此啟動時，受到的軸向力超過設計允許的軸向力，使得軸套破裂。雖然碳化硅材質具有化學腐蝕、耐磨、耐高溫性能及硬度高、自潤滑性能好、抗高溫蠕變、摩擦系數小、導熱系數高等優點諸多優點，但由于其沖擊韌性較低，在該工況下對于輸送的含有焦油及固體顆粒、PH值呈弱堿性的介質，碳化硅材質的軸承不能滿足的需求。
　　3　處理措施
　　3．1調整工藝系統
　　經過現場分析，可以通過以下方法來確保工藝介質的潔凈度及入口流量：
　　(1)調整前系統的工況，盡量減少前系統帶來較多的焦油和固體顆粒。
　　(2)改變塔底出口管線位置，從塔底側部將管線引出與泵的入口管線相連，使固體顆粒沉積在塔底部，同時將泵入口管線的尺寸由DN40的換為DN50的，保證泵的入口流量。
　　(3)在泵的循環管線上增加過濾器，同時要確保增加過濾器后潤滑和冷卻液的流量。

　　3．2更換軸承材質
　　石墨材料可以通過浸漬樹脂來提高材料的物理、機械性能，由于軸承的基體為石墨，就決定了軸承具有一定的自潤滑性能，較小的摩擦系數，石墨軸承通過壓制而成，浸漬樹脂后，形成微孔性結構，提高了軸承的抗沖擊韌性和抗折性。因此可以將軸承材質更換為浸漬石墨材質，以確保其抗沖擊韌性的能力。
　　4　處理效果
　　通過調整工藝系統及更換塔底出口管線位置，使得屏蔽泵入口過濾器的固體顆粒及焦油含量明顯降低，泵的入口流量遠大于設計的Z小流量，使泵入口流量的調節范圍更廣；在泵循環管線上增加過濾器使泵的自潤滑介質的潔凈度明顯提高，運行一段時間后，對泵拆解檢查，泵轉子與定子的劃痕明顯減少;更換軸承材料后，泵的啟動電流降低，運行過程中的振動減小。
　　5　結語
　　屏蔽泵適用于輸送易燃、易爆、具有劇毒的所有化工液體，但輸送介質必須干凈，這樣才能夠保證泵的正常運行。通過以上改造措施，目前泵運行工況良好，能夠保證裝置的正常運行，同時提高了軸承的使用壽命，較少了備品備件的采購周期。確保試驗的順利進行。