浅析金属管浮子流量计技术在液化气泵上的应用实践

　　摘要：从金属管浮子流量计的结构机理、安装拆卸、运行维 护、失效实例等方面做较为细致的阐述，为金属管浮子流量计在 液化气泵上的应用推广做出一点工作。

　　1 金属管浮子流量计结构机理

　　（1）密封机理。泵用金属管浮子流量计是一种非接触端面密封， 运转时氮气沿周向被吸入密封端面的螺旋槽内，由外侧向 中心流动，而密封坝节制气流流向中心，气体便随螺旋槽形 状的变化被压缩成极高刚度的气膜（约 3 m），当气膜的开 启力与由弹簧和介质共同的闭合力达到平衡时，密封端面 自然分开，在非接触状态下实现密封。（2）密封结构。泵用 金属管浮子流量计多为机封与金属管浮子流量计串联布置的集装式结构。二 者在不同的密封腔内，介质侧机封为主密封，承受大部分介 质压差。大气侧金属管浮子流量计为辅助安全密封，在较低压差下 工作，摩擦副为非接触，无磨损，可长期运转。（3）控制系统。 金属管浮子流量计系统由外部引入氮气，经截止阀 V1，过滤减压阀 PCV1 后（过滤精度 1 m），约 0.2MPa（g）的氮气经流量计 FI101（约 500nL/h）、针型阀 V2、单向阀 V3，进入金属管浮子流量计 腔内，只有极少量氮气沿金属管浮子流量计端面向大气溢出（30nL/ h），氮气从密封腔引出至火炬系统，当介质侧机封失效后， 介质漏入金属管浮子流量计腔，被氮气稀释、引流至火炬系统，避免 介质外泄。

　　2 安装拆卸

　　（1）安装前检查。①转动性检查。取下定位块，将介质 侧壳体朝下，垫高后放置于平板上，轴套底部不接触平板；按 旋向转动轴套，如转动自由为合格，如有阻滞，需拆开清洁端 面。②浮动性检查。将金属管浮子流量计介质侧壳体朝下,轴套底部 接触平板，双手均匀下压压盖，松开双手，如轴套能迅速弹回 即为合格，如弹起较慢或无法弹起，则应将密封拆解检查。

　　（2）安装前准备。①安装前对封气管道吹扫，确保清洁。 彻底清洁密封腔及轴表面，不得有油污、灰尘。②密封腔及 轴边缘，锐边倒钝，不能有划痕、毛刺等缺陷。③检查轴套 内部 O 圈确保完好，适当涂少量硅润滑脂。④测量密封腔 安装尺寸，确认与图纸相符。⑤确认密封壳体所注旋向与 主轴一致。

　　（3）密封安装。密封装入前注意氮气进、出管接头不要 接反；密封为集装式结构，安装时作为整体推入；固定好压 盖和轴套后取下定位块；连接氮气进、出管接头。

　　（4）密封拆卸。脱开氮气进、出管接头及管线；安装定 位块；取下集装式密封。

　　3 操作维护

　　（1）泄漏判断。介质侧机封若失效，大量高压工艺介质 到达金属管浮子流量计腔，介质气化后导致金属管浮子流量计腔压力明增大，单向阀V2 关闭，流量计指示为零，且系统压力表PG102 指 示明显增加。当 PG102 压力超过 0.1MPa（g）时，表明密封 已失效。大气侧金属管浮子流量计若失效，会导致氮气流量 FI101 增 大，系统压力表 PG102 指示下降。当泄流量超过 1500nL/h （正常 500nL/h 上下）时，操作人员应及时切泵。

　　（2）操作维护。①金属管浮子流量计切记不要反转，在小于 1000rpm 下不可长时运转。②确保氮气流量和压力稳定，氮 气不带液，背压稳定是气膜稳定的关键。③避免密封负压操 作，即防止泵腔内压力小于进气压力，否则有介质和氮气互 串并泄漏的风险。④随时监控密封氮气用量和系统压力变 化情况。⑤氮气过滤器滤芯颜色变深，应及时更换。

　　4 改造实例

　　（1）液化气泵P-2305 金属管浮子流量计改造。液化气泵 P-2305/1 自 2016年 12月由单端面机械密封（型号：DTM65BV-1）改造为干 气密封（型号：CM1Bn-065/11G-060-A048AD）以来，一直运 行平稳。密封改造投用初期，密封处发出“嗞嗞”间断性 哨声，我们结合设计参数对进气压力、流量及背压进行微 调，减压阀后压力由 0.2MPa 提至 0.3MPa，流量由 500nL/h 提至 700nL/h，背压由 0.02MPa 提至 0.04MPa。

　　（2）丙烯回流泵 P-105 金属管浮子流量计改造。丙烯回流泵 P-105B 于 2019 年 5 月进行改造，改造初期运转正常，一周后出现氮气流量和系统压力缓慢下滑现象，通过分析确认为玻璃转子流量计上针型阀松动所致，后经调整后运行平稳。5 月底该泵出现机封处轻微外漏，经现场检查确认为氮 气带液所致，及时切换备用泵，将氮气彻底排液后，重新投 用运转正常。

　　5 结论

　　对于泵用金属管浮子流量计，我们正在摸索使用和维护经验，从 P-2305/1.2 的应用情况看，尚未遇到金属管浮子流量计结构性损坏类 故障，说明该技术成熟可靠，可在液化气泵中予以推广。接下来，公司将对气分、MTBE装置所有液化气泵进行干气密 封改造，改造后预期会大大降低液化气泵的故障率。