淺析金屬管浮子流量計技術在液化氣泵上的應用實踐

從金屬管浮子流量計的結構機理、安裝拆卸、運行維 護、失效實例等方面做較為細致的闡述，上海自儀公司為金屬管浮子流量計在 液化氣泵上的應用推廣做出一點工作。

1 金屬管浮子流量計結構機理

（1）密封機理。泵用金屬管浮子流量計是一種非接觸端面密封， 運轉時氮氣沿周向被吸入密封端面的螺旋槽內，由外側向 中心流動，而密封壩節(jié)制氣流流向中心，氣體便隨螺旋槽形 狀的變化被壓縮成極高剛度的氣膜（約 3m），當氣膜的開 啟力與由彈簧和介質共同的閉合力達到平衡時，密封端面 自然分開，在非接觸狀態(tài)下實現密封。

（2）密封結構。泵用 金屬管浮子流量計多為機封與金屬管浮子流量計串聯布置的集裝式結構。二 者在不同的密封腔內，介質側機封為主密封，承受大部分介 質壓差。大氣側金屬管浮子流量計為輔助安全密封，在較低壓差下 工作，摩擦副為非接觸，無磨損，可長期運轉。（3）控制系統(tǒng)。 金屬管浮子流量計系統(tǒng)由外部引入氮氣，經截止閥V1，過濾減壓閥 PCV1 后（過濾精度 1 m），約 0.2MPa（g）的氮氣經流量計 FI101（約 500nL/h）、針型閥V2、單向閥 V3，進入金屬管浮子流量計 腔內，只有極少量氮氣沿金屬管浮子流量計端面向大氣溢出（<30nL/h），氮氣從密封腔引出至火炬系統(tǒng)，當介質側機封失效后， 介質漏入金屬管浮子流量計腔，被氮氣稀釋、引流至火炬系統(tǒng)，避免 介質外泄。

2 安裝拆卸

（1）安裝前檢查。①轉動性檢查。取下定位塊，將介質 側殼體朝下，墊高后放置于平板上，軸套底部不接觸平板；按 旋向轉動軸套，如轉動自由為合格，如有阻滯，需拆開清潔端 面。②浮動性檢查。將金屬管浮子流量計介質側殼體朝下,軸套底部 接觸平板，雙手均勻下壓壓蓋，松開雙手，如軸套能迅速彈回 即為合格，如彈起較慢或無法彈起，則應將密封拆解檢查。

（2）安裝前準備。①安裝前對封氣管道吹掃，確保清潔。 徹底清潔密封腔及軸表面，不得有油污、灰塵。②密封腔及 軸邊緣，銳邊倒鈍，不能有劃痕、毛刺等缺陷。③檢查軸套 內部 O 圈確保完好，適當涂少量硅潤滑脂。④測量密封腔 安裝尺寸，確認與圖紙相符。⑤確認密封殼體所注旋向與 主軸一致。

（3）密封安裝。密封裝入前注意氮氣進、出管接頭不要 接反；密封為集裝式結構，安裝時作為整體推入；固定好壓 蓋和軸套后取下定位塊；連接氮氣進、出管接頭。

（4）密封拆卸。脫開氮氣進、出管接頭及管線；安裝定 位塊；取下集裝式密封。

3 操作維護

（1）泄漏判斷。介質側機封若失效，大量高壓工藝介質 到達金屬管浮子流量計腔，介質氣化后導致金屬管浮子流量計腔壓力明增大，單向閥V2 關閉，流量計指示為零，且系統(tǒng)壓力表PG102 指 示明顯增加。當 PG102 壓力超過 0.1MPa（g）時，表明密封 已失效。大氣側金屬管浮子流量計若失效，會導致氮氣流量 FI101 增 大，系統(tǒng)壓力表 PG102 指示下降。當泄流量超過 1500nL/h （正常 500nL/h 上下）時，操作人員應及時切泵。

（2）操作維護。①金屬管浮子流量計切記不要反轉，在小于 1000rpm 下不可長時運轉。②確保氮氣流量和壓力穩(wěn)定，氮 氣不帶液，背壓穩(wěn)定是氣膜穩(wěn)定的關鍵。③避免密封負壓操 作，即防止泵腔內壓力小于進氣壓力，否則有介質和氮氣互 串并泄漏的風險。④隨時監(jiān)控密封氮氣用量和系統(tǒng)壓力變 化情況。⑤氮氣過濾器濾芯顏色變深，應及時更換。

4 改造實例

（1）液化氣泵P-2305 金屬管浮子流量計改造。液化氣泵 P-2305/1 自 2016年 12月由單端面機械密封（型號：DTM65BV-1）改造為干 氣密封（型號：CM1Bn-065/11G-060-A048AD）以來，一直運 行平穩(wěn)。密封改造投用初期，密封處發(fā)出“嗞嗞”間斷性 哨聲，我們結合設計參數對進氣壓力、流量及背壓進行微 調，減壓閥后壓力由0.2MPa 提至 0.3MPa，流量由 500nL/h 提至 700nL/h，背壓由 0.02MPa 提至 0.04MPa。

（2）丙烯回流泵 P-105 金屬管浮子流量計改造。丙烯回流泵 P-105B 于 2019 年 5 月進行改造，改造初期運轉正常，一周后出現氮氣流量和系統(tǒng)壓力緩慢下滑現象，通過分析確認為玻璃轉子流量計上針型閥松動所致，后經調整后運行平穩(wěn)。5 月底該泵出現機封處輕微外漏，經現場檢查確認為氮 氣帶液所致，及時切換備用泵，將氮氣徹底排液后，重新投 用運轉正常。

5 結論

對于泵用金屬管浮子流量計，我們正在摸索使用和維護經驗，從 P-2305/1.2 的應用情況看，尚未遇到金屬管浮子流量計結構性損壞類 故障，上海自儀公司說明該技術成熟可靠，可在液化氣泵中予以推廣。接下來，公司將對氣分、MTBE裝置所有液化氣泵進行干氣密 封改造，改造后預期會大大降低液化氣泵的故障率。