隨著國內(nèi)煤化工項目的迅速發(fā)展,大型內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備的設(shè)計、安裝及運行維護(hù)在不斷優(yōu)化。其中,作為重要部機(jī)的高壓液氧泵和液體貯存系統(tǒng)的后備液體泵,其運行狀態(tài)直接決定了整套空分設(shè)備能否穩(wěn)定運行和故障狀態(tài)時的氣體能否正常供應(yīng)。
1、使液氧泵處于性能曲線上最佳的工作點可避免出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象
XX煤化工有限責(zé)任公司空分分廠的高壓液氧泵是多級離心式液氧泵,在調(diào)試期間,操作人員改變高壓氧氣輸出量后,高壓液氧泵出口壓力出現(xiàn)較大幅度的周期性波動,電機(jī)電流顯示值也出現(xiàn)周期性波動,波動幅度達(dá)到10A左右。
迅速開啟回流閥及增加高壓氧氣輸出量,電機(jī)電流周期性波動情況有所好轉(zhuǎn),而后呈現(xiàn)的工作狀態(tài)較穩(wěn)定,最大波動幅度也降低至2A以下,高壓液氧泵出口壓力及高壓氧氣流量逐漸趨于平穩(wěn)。
經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn),操作人員在高壓液氧泵加載過程中未嚴(yán)格按照泵的特性曲線進(jìn)行操作,高壓液氧泵流量及出口壓力出現(xiàn)波動后也未引起足夠重視,導(dǎo)致出口壓力對應(yīng)的流量低于最低運行流量,而高壓液氧泵處于較高的運行轉(zhuǎn)速,這就造成在輸出功率保持一定的條件下,葉輪對較少的液體做功使部分液體汽化,這是引起低溫液體泵汽蝕的一個重要原因。
為了避免這種運行狀態(tài)再次出現(xiàn),除了嚴(yán)格按照低溫液體泵的特性曲線使泵的運行轉(zhuǎn)速、出口壓力和流量達(dá)到最佳匹配外,加強(qiáng)對泵電機(jī)運行電流的監(jiān)控至關(guān)重要,因為電流是反映低溫液體泵工藝狀態(tài)最為靈敏的參數(shù)。
建議將低溫液體泵電機(jī)運行電流信號引入空分設(shè)備DCS控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控,如果電流出現(xiàn)波動,即使只有2A左右的波動幅度,也表明運行過程中泵出現(xiàn)汽蝕。
低溫液體泵電機(jī)電流出現(xiàn)波動后,無論是外部條件(如前后工藝系統(tǒng)),還是變頻器等電器原因造成的低溫液體泵工藝狀態(tài)波動,都需要進(jìn)行綜合考慮并盡快消除故障,否則長時間處于故障狀態(tài)會使泵體損壞。
2、控制低溫液體泵在入口最低允許壓力以上運行
控制低溫液體泵的入口最低壓力,也是需要引起重視的影響泵運行工況的重要因素。使低溫液體泵的入口最低壓力在入口最低允許壓力以上,是防止汽蝕發(fā)生,保證低溫液體泵穩(wěn)定運行的一個因素。
在空分設(shè)備安裝過程中不可避免地會因管段配管而產(chǎn)生一些鋁屑,尤其是上、下塔分體式布置的空分設(shè)備,經(jīng)下塔節(jié)流后進(jìn)入上塔,而后經(jīng)過上塔規(guī)整填料精餾再進(jìn)入循環(huán)液氧泵的低溫液體,會在原始開車階段將大量鋁屑沖刷至循環(huán)液氧泵入口,造成循環(huán)液氧泵在一定運行轉(zhuǎn)速下,其流量低于最低允許流量。
而且由于進(jìn)口過濾器阻力增加,一旦循環(huán)液氧泵轉(zhuǎn)速過高,根據(jù)對應(yīng)的允許吸入真空度,則泵入口壓力低于液體對應(yīng)的飽和壓力后,泵內(nèi)入口液體開始汽化,泵體就會出現(xiàn)較大幅度的振動,長時間振動將造成泵因汽蝕而損壞。
大型內(nèi)壓縮流程空分設(shè)備如果采用上、下塔分體式布置,在原始試壓過程中,一旦發(fā)現(xiàn)循環(huán)液氧泵無法有效輸送液體,其表現(xiàn)為電流起初處于相對穩(wěn)定的水平,卻無法滿足液體輸送要求,此時如果通過提高循環(huán)液氧泵運行轉(zhuǎn)速的方式以增加其輸送能力,將造成泵入口部分液體汽化,長時間運行將導(dǎo)致循環(huán)液氧泵損壞。
3、液體貯存系統(tǒng)低溫液體泵維護(hù)注意事項
液體貯存系統(tǒng)的液氮泵往往作為備用保安氮氣系統(tǒng)的重要組成設(shè)備,對它的保護(hù)也應(yīng)非常重視。
由于液氮泵入口壓力為貯槽液柱靜壓,故其運行狀態(tài)比較復(fù)雜,而一旦選用流量較大及轉(zhuǎn)速較高的多級離心泵,如果貯槽液位下降較快,非常容易出現(xiàn)因吸入壓力達(dá)到飽和壓力而使液氮泵入口部分液體汽化進(jìn)而發(fā)生汽蝕的故障,長時間運行將造成泵的密封及泵體嚴(yán)重?fù)p壞。
另外,在一般情況下,由于備用保安系統(tǒng)的設(shè)備運行時間較短,泵進(jìn)口閥門采用手動閥門,這樣就無法將閥門實際開度反饋在DCS控制系統(tǒng)上,一旦出現(xiàn)誤操作就會引發(fā)較大的設(shè)備故障。
4、低溫液體泵密封系統(tǒng)運行維護(hù)分析
XX煤化工有限責(zé)任公司空分設(shè)備使用的低溫液體泵均設(shè)置了密封系統(tǒng)聯(lián)鎖保護(hù),無論是由于工藝原因造成密封氣中斷,還是機(jī)械密封出現(xiàn)損壞,都將導(dǎo)致大量低溫物料沿著軸端密封向外泄漏,如果不及時停運低溫液體泵將造成大量冷量外泄,影響整個系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。
為此,在聯(lián)軸器護(hù)罩內(nèi)靠近泵體一側(cè)設(shè)置一個溫度感應(yīng)探頭,用以測量密封點是否存在泄漏,如果溫度達(dá)到聯(lián)鎖值,則必須聯(lián)鎖停 運低溫液體泵。這個密封點泄漏溫度檢測探頭對跑冷檢測最為敏感。
為了提高密封系統(tǒng)的保護(hù)可靠性,對低溫液體泵還設(shè)置了密封氣減壓后壓力與參考?xì)鈮毫χ铒@示和聯(lián)鎖功能,一旦密封氣進(jìn)入機(jī)體的流量過低,就通過此壓差變送器反映進(jìn)入機(jī)械密封的密封氣流量,壓差值低則表示實際進(jìn)入機(jī)械密封的密封氣流量偏低。
但是需要注意的是:在日常維護(hù)過程中,如果在調(diào)試階段未對低溫液體泵密封氣系統(tǒng)變送器取壓管路進(jìn)行吹掃,游離水積聚后非常容易造成取 壓管路凍結(jié),并出現(xiàn)假信號,從而造成低溫液體泵跳車。
可見,不能單純依靠密封氣壓差聯(lián)鎖來保護(hù)低溫液體泵。
此外,如果低溫液體泵密封磨損嚴(yán)重,則泵入口低溫液體沿著軸端的泄漏量增加后,密封氣壓力與參考?xì)鈮毫χ顒荼貢䴗p小,可以通過壓差變送器檢測數(shù)據(jù)的減小趨勢得到一個較小的壓差值。
這樣,通過壓差聯(lián)鎖保護(hù)和密封點泄漏溫度的低限聯(lián)鎖保護(hù)使低溫液體泵及時停運,避免設(shè)備故障影響擴(kuò)大。
另外,壓差報警就是參考?xì)鈮毫εc密封氣泄漏壓力之差顯示值,如果該值過大,勢必會出現(xiàn)一定程度的跑冷現(xiàn)象,即通過泵入口沿著軸端滲漏出來的低溫物料出現(xiàn)增加趨勢,這部分液體汽化后形成的參考?xì)鈮毫^大,操作人員觀察到的參考?xì)鈮毫εc密封氣泄漏壓力之差顯示數(shù)據(jù)較大,在現(xiàn)場就會發(fā)現(xiàn)密封氣混合氣泄漏盤管開始出現(xiàn)部分結(jié)霜現(xiàn)象,這時就可以控制密封氣泄漏閥門,使密封氣泄漏混合氣流量降低一些。
如果液氮泵、液氬泵密封氣使用壓縮空氣,需要注意密封氣對泵內(nèi)工藝介質(zhì)的影響,控制好密封氣進(jìn)入流量,避免污染工藝介質(zhì)。
此外,在原始開車階段必須對低溫液體泵迷宮密封腔室內(nèi)的水分進(jìn)行有效置換,要求在低溫液體泵預(yù)冷開始前必須分析密封氣泄漏氣露點及泵體內(nèi)加溫置換氣出口露點,以確保低溫液體泵密封腔室及泵體內(nèi)無任何游離水分。
否則一旦預(yù)冷開始后將非常容易造成水分在迷宮密封內(nèi)凍結(jié),使迷宮密封損壞。
對于密封氣及加溫氣氣源要做好檢查確認(rèn)工作,尤其是試車階段,必須斷開密封氣自動減壓供氣儀表盤,用氣源由表盤前斷口處進(jìn)行持續(xù)吹掃,以徹底清除機(jī)械雜物及密封氣供氣管路內(nèi)的游離水分,避免這些有害物質(zhì)進(jìn)入密封系統(tǒng)內(nèi)。
5、認(rèn)真監(jiān)控電機(jī)軸承溫度
如果一臺低溫液體泵到達(dá)項目現(xiàn)場后擱置時間超過1年,那么建議在初次運行前最好聯(lián)系生產(chǎn)廠家進(jìn)入現(xiàn)場對電機(jī)自由端軸承進(jìn)行確認(rèn):檢查油腔室內(nèi)潤滑脂數(shù)量是否符合要求,確認(rèn)各點潤滑脂是否存在缺失情況。
必須引起注意的是:不同的低溫液體泵其注油嘴形式差異很大,如果利用油槍對其注油,必須在第一次試車時確認(rèn)潤滑脂是否有效進(jìn)入潤滑腔室內(nèi),然后進(jìn)行加油作業(yè)。一旦潤滑脂不能有效進(jìn)入潤滑部位將給設(shè)備的安全運行帶來隱患。
電機(jī)負(fù)荷端軸承溫度在DCS控制系統(tǒng)中設(shè)置了聯(lián)鎖保護(hù)和實時監(jiān)控點,一旦該點溫度出現(xiàn)上升趨勢,必須確認(rèn)潤滑脂添加是否出現(xiàn)異常及低溫液體泵運行負(fù)荷。
另外,環(huán)境溫度的變化對該點溫度的影響也較大(一般可以達(dá)到10℃以上的變化),因環(huán)境溫度的變化引起該點溫度出現(xiàn)上升趨勢時也不必過分擔(dān)心,但必須確認(rèn)運行負(fù)荷處于正常范圍內(nèi)及加油脂作業(yè)處于正常狀態(tài)。
6、低溫液體泵預(yù)冷操作
在低溫液體泵預(yù)冷期間,必須對泵體進(jìn)行盤車,以此分析、判斷管段冷縮后是否對泵體存在作用力。
為此,在安裝過程中,要保持進(jìn)、出口軟管伸縮時不受制于外力,同時詳細(xì)檢查進(jìn)、出口法蘭間隙并保證進(jìn)、出口與軟管連接的工藝管段支架牢固可靠。
如果是立式泵還需要考慮泵出口限位的問題,避免管段內(nèi)介質(zhì)流動后出現(xiàn)晃動現(xiàn)象,影響泵出口作用力。
必須嚴(yán)格控制低溫液體泵常溫狀態(tài)下的預(yù)冷過程,一般多級泵至少控制在4小時以上,否則管道收縮后對泵產(chǎn)生的作用力非常明顯。
一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)冷過程中泵無法盤車,就必須重新加溫后再預(yù)冷。建議低溫液體泵在常溫狀態(tài)下預(yù)冷時,先利用系統(tǒng)內(nèi)的低溫氣體預(yù)冷,然后緩慢利用入口低溫液體進(jìn)行預(yù)冷,嚴(yán)格控制預(yù)冷速度,這樣才能有效消除泵進(jìn)、出口管道在低溫狀態(tài)下收縮后引起的應(yīng)力作用。
（來源：石化設(shè)備安全運維服務(wù)網(wǎng)）
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