故障诊断是王牌

图1 在定量控制高易燃性环氧乙烷时，Sasol生产厂使用了转速可调的Novaplex三联齿轮泵

Marl公司Sasol生产厂的工程师们认为，新安装的隔膜泵在定量监控系统流量监控的帮助下实现的定量控制如同一套单独的流量检测仪，其优点是安全、经济。

环氧乙烷（EO）是生产乙二醇和其他化学产品时重要的中间产品。在德国，这种高易燃性的气体是由国际性的大公司、总部地址在Marl市的Sasol公司生产的。由于这种气体材料的燃点为-57℃，燃烧时的温度为435℃，且很容易与空气混合形成可燃易爆混合气，因此在Marl市Sasol公司的生产厂中必需非常小心地避免气体溢出。而能够满足这一介质输送的流程泵有多种类型：除了符合常规化工标准的叶片泵以外，还有多种多样密封性能极好的磁力驱动泵、屏蔽电机泵以及隔膜泵。Marl公司的生产经理Michael Seedorf博士并不仅仅是因为没有泄露而选择、使用某种泵，根据他的经验，泵的轴端密封对于减少维护保养工作量有着重要的意义，也就是使用滑动密封的泵能够明显地减少流程泵的维护保养工作量。

他与他的14名员工负责流程生产过程中的技术工作。他们的工作范围包括了从对现有流程设备的维护保养到选择合适的设备对流程工艺技术进行优化直至生产能力扩大的设备改造。

Marl公司所使用的叶片泵是有一定限制的。如Seedorf博士所解释的那样，一个符合化工技术标准的多级叶片泵能够满足很高的工作压力要求，但是在高压下它不能准确地输出小流量的介质。若要在高压下把很少的化工反应添加成分泵送到反应釜中时，他建议使用挤出式流程泵。Marl公司使用的就是由Bran+Luebbe公司研发生产的Novaplex系列隔膜泵。

Marl公司的生产厂在这种流程泵的使用过程中积累了丰富的经验：原来在这一生产流程阶段中使用了十几年的（Novados立式泵）、利用两个耦合在一起的流程泵不仅可以泵送环氧乙烷，而且也要输送流程生产用水。在技术改造时，工程技术人员打算彻底解决这种一泵两用的定量控制局面。

图2 原有的泵仍然在使用中，但技术改造之后它被用来定量输送生产用水

经过技术改造，原来的双体泵只用来定量输送流程工艺用水；新的Novaplex三联齿轮泵则专门负责环氧乙烷的输送。这一技术改造带来的优点是：可以单独的对环氧乙烷的输送进行控制，必要时还可以切断环氧乙烷的供应。三联齿轮泵的转速根据泵送的环氧乙烷量多少进行调节，可以调节的最低转速相当于停止转动（这是普通齿轮泵无法实现的）。

在环氧乙烷的生产过程中，其混合比起着关键作用。由于环氧乙烷是一种极易挥发且极易燃烧的介质，因此Sasol厂采取了一切可以采取的安全保护措施，防止气体的泄露。其中不可忽视的一项措施就是流程泵的运行监控，因此Sasol生产厂在新的三联齿轮泵中采用了Novalink CSM在线故障诊断系统。

流程泵的监控系统

令人感兴趣的是：这一故障诊断系统还附带地提高了生产过程的安全性，流程设备的操作者能够通过可信度检测的质量流量计数器测定输送的流量多少。这一功能提高了流程生产过程的安全性。之所以如此，完全依赖于Sasol生产厂丰富的实践经验，由流程泵故障诊断系统所测定的质量流量实际上与传统的质量流量检测仪所检测到的结果是一致的。实际上这并不奇怪：膜隔泵的每一个泵送行程都输送一定量的介质，当故障诊断系统把每一个行程的次数都加起来时，再考虑到被输送介质的密度就可以推算出被输送介质的质量流量。Marl公司的生产厂就是利用了这一非常可靠的方法来推算质量流量数据的。

在线故障诊断系统是如何工作的呢？Bran+Luebbe公司生产的隔膜泵顶部液压腔中有一个快速离合装置，由它控制并连接压力传感器；在隔膜泵轴旋转一周的时间内，该传感器连续检测着隔膜泵顶部的压力数据。在最后一级传动装置处，经一个传感器和一个角度编码器就可以把隔膜泵主轴旋转的转速和转角数据发送出去。内置的计算器实时地接收信号（压力和转角信号），并为三联泵的每一个泵绘制一幅pV曲线（压力－行程容积）。根据这些数据和曲线可以导出所有流程泵最佳运行所需的所有参数。同时，也能够得出一个模拟模块，即当前压力状态下最佳理想工作点的pV压力－行程容积曲线。通过对当前和模拟的理想曲线之间特性参数的精确对比，结合考虑原来规定的极限值，可以对三联泵每一个泵体和整个泵组的情况都有清楚的了解、认识和评估，必要时以状态信号或者报警信号的方式传送到流程设备的主控系统。

重要的错误状态，例如泵中或者液压腔中积留有气体时，阀体出现破损时，或者在吸入腔、压力腔出现了不希望有的脉动时，都会被及时地识别出来。利用这些采集到的数据也可以计算出体积效率、液压功率和输送流量等。

小结作为一个生产流程不是非常严格的流程设备操作者而言，可以放弃费时费力的、单独的质量检测系统，直接依靠流程泵的监控系统就可以了。但在输送环氧乙烷这样的介质时则不能只依靠故障诊断系统对流程泵的监控来间接测定质量流量数据：它可作为备用系统提供更高的安全可靠性。在第一套这样的设备在Sasol生产厂令人满意得运行了两年之后，第二套流量早期识别和监控系统的Novaplex流程泵已经投入安装。