[摘  要] 反應進(jìn)料泵—液力透平泵組自投用以來(lái)，因機械密封泄漏、壓力變送器導壓管敷設等問(wèn)題多次引起非計劃停機，通過(guò)對存在的各類(lèi)問(wèn)題進(jìn)行分析，有針對性地提出并落實(shí)了相應的改進(jìn)措施，提高了泵組的運行時(shí)間，獲得了較好的經(jīng)濟效益。

 

延安石油化工廠(chǎng)240萬(wàn)噸/年柴油加氫精制裝置于2014年8月建成投產(chǎn)，為了回收反應生成油從熱高分至熱低分的壓力能，降低裝置能耗，采用了液力透平和電機共同驅動(dòng)反應進(jìn)料泵的雙驅動(dòng)方案。熱高分操作溫度通常在192-200℃，操作壓力為6.6MPa，熱高分油經(jīng)過(guò)液力透平降壓回收部分能量后，到達熱低分，操作壓力為2.1MPa。原料油從濾后進(jìn)料緩沖罐罐底經(jīng)控制切斷閥到達進(jìn)料泵入口，由進(jìn)料泵升壓后經(jīng)換熱器換熱、加熱爐升溫達到反應需要的溫度后去反應器。該泵組從德國蘇爾壽公司進(jìn)口，2015年7月30日正式投用。泵組投用兩年時(shí)間內，多次發(fā)生非計劃停機，由于熱油泵檢修時(shí)間長(cháng)、進(jìn)口配件采購周期長(cháng)，嚴重制約著(zhù)泵組的長(cháng)周期運行。液力透平年均運行時(shí)間只有2880h，遠低于設計的8000h。

 

1 泵組簡(jiǎn)介

反應進(jìn)料泵和液力透平位于泵組的兩側外端，排列方式為：泵—聯(lián)軸器—電機—超速離合器—液力透平，電機和液力透平之間用超速離合器連接，以便在液力透平未投用或維修時(shí)，不影響電機單好驅動(dòng)進(jìn)料泵運行。液力透平和反應進(jìn)料泵均采用多己秒心式，雙筒體設計，內殼為徑向剖分式結構。

液力透平機械密封采用API 682中PLAN53B沖洗方案，見(jiàn)圖1，系帶有囊式蓄能器和冷卻器的循環(huán)沖洗系統，其沖洗介質(zhì)為15#工業(yè)白油，介質(zhì)通過(guò)密封腔內泵送環(huán)進(jìn)行循環(huán)[2]。反應進(jìn)料泵機械密封采用API 682中PLAN23沖洗方案，見(jiàn)圖2，該方案屬于自沖洗，沖洗液是輸送的介質(zhì)，密封液從密封腔中的泵送環(huán)經(jīng)過(guò)冷卻器返回到密封腔。

2 存在問(wèn)題分析

根據對多家煉廠(chǎng)、化工廠(chǎng)泵用機械密封的調查統計，大約有60%的泵維修歸納為機械密封問(wèn)題[1]，而該泵組機械密封泄漏導致的非計劃停機尤為突出，除此之外，還存在因進(jìn)料泵入口流量計堵塞、凍凝引起的低流量聯(lián)鎖停機等問(wèn)題。

2.1 經(jīng)分析，在液力透平和進(jìn)料泵機械密封的沖洗方案PLAN53B及PLAN23中，機封冷卻器均采用循環(huán)水為沖洗液進(jìn)行冷卻，但是由于循環(huán)水水質(zhì)較差，其中不但溶解著(zhù)較多的鹽類(lèi)，而且含有少量的泥砂、雜物、碎屑等，循環(huán)水經(jīng)流冷卻器表面時(shí)，在高溫下極易形成水垢及沉積物[3]見(jiàn)圖3。水垢及沉積物降低了機封冷卻器換熱效率，使機械密封摩擦副端面產(chǎn)生的熱量不能被有效帶走，導致密封液膜氣化或閃蒸，形成干摩擦，破壞密封面，加上高溫加速了機械密封內部O型圈老化，#終導致了機械密封的泄漏。

 

2.2 液力透平機密封腔壓力約等于出口壓力，即2.2MPa，API 682第三版中，要求53B沖洗方案的密封系統沖洗液壓力一般應高于密封腔壓力0.14-0.4MPa，結合設備原廠(chǎng)家要求，將密封系統的壓力設置為2.5MPa。

 

由于出現過(guò)后路調節閥凍凝卡澀、工藝調整不當等變工況操作，被密封介質(zhì)的壓力在2.2-2.6MPa之間產(chǎn)生劇烈波動(dòng)，彈簧所承受的隔離液帶來(lái)的正壓和介質(zhì)帶來(lái)的反壓大幅波動(dòng)，超出了密封系統的補償量，引起摩擦端面的相互沖擊，動(dòng)、靜環(huán)摩擦副間形成的液膜密封被破壞，從而造成突發(fā)性泄漏失效[4]。

 

2.3 拆檢進(jìn)料泵兩端失效機械密封，發(fā)現內部含有小顆粒雜質(zhì)，磨損了動(dòng)靜環(huán)端面。由于進(jìn)料泵機械密封沖洗方案中沖洗液是泵輸送的柴油介質(zhì)，雖然介質(zhì)是經(jīng)過(guò)反沖洗過(guò)濾器SR-101和泵入口過(guò)濾器過(guò)濾，但仍有較小顆粒雜質(zhì)進(jìn)入泵內，甚至存在濾芯破損而過(guò)濾不到位，以及SR-101程控閥故障或沖洗頻繁時(shí)，不過(guò)濾而直接經(jīng)跨線(xiàn)進(jìn)料，一旦顆粒雜質(zhì)物進(jìn)入沖洗系統，夾在動(dòng)、靜環(huán)密封面上，#終造成端面磨損失效。

 

2.4 為了保護設備，進(jìn)料泵設置有低流量聯(lián)鎖。進(jìn)料泵入口設有一組差壓式孔板流量計，見(jiàn)圖4，壓力變送器A連接DCS，壓力變送器B連接SIS且帶低流量聯(lián)鎖。進(jìn)料泵入口總管線(xiàn)有蒸汽伴熱，壓力變送器及導壓管僅有普通保溫。由于壓力變送器B導壓管向下傾斜，造成介質(zhì)中含有的雜質(zhì)顆粒易沉積導致差壓訊號傳送失真，加之該傾斜角度不利于冷凝液的排除，在防凍措施不到位的情況下，會(huì )凍凝#終導致低流量聯(lián)鎖停機。

3 應對措施

3.1 加大冷卻水量

進(jìn)料泵及液力透平機封冷卻器共需冷卻水量為5.6m3/h。經(jīng)分析，該裝置除鹽水站原設計共兩臺水泵，為兩臺往復式壓縮機提供除鹽水，該除鹽水較循環(huán)水在濁度、鈣離子、溫度、壓力方面更符合機封沖洗系統冷卻器的要求。但原水泵設計流量較小，在一開(kāi)一備的情況下，僅能滿(mǎn)足壓縮機的需求。經(jīng)考察，相鄰酸性水汽提裝置閑置設備堿液卸車(chē)泵額定流量為20m3/h，揚程、溫度各項參數均接近于原水泵。2017年檢修時(shí)，該車(chē)間將閑置堿液卸車(chē)泵安裝在柴油精制裝置除鹽水站，出入口均與原水泵出入口相連，出口分出一支供往反應進(jìn)料泵—液力透平泵組，回水返回至水箱。此外，增加板換板片，確保冷卻效果，操作時(shí)開(kāi)二備一。

 

3.2 調高壓力

根據API 682#新版要求及約翰克蘭內部要求，密封系統的隔離沖洗液壓力一般應高于密封腔壓力0.7-0.8MPa。該車(chē)間將液力透平密封系統的壓力調整為3.0MPa，增強了應對后路壓力波動(dòng)的能力。另外加強了工藝操作，嚴格按照操作指標進(jìn)行操作，盡量避免液力透平后路產(chǎn)生較大波動(dòng)。

 

通過(guò)對反應進(jìn)料泵—液力透平泵組機械密封輔助系統的局部改造，規范工藝操作，壓力變送器導壓管敷設改造，泵組無(wú)法長(cháng)周期運行的問(wèn)題得到了很好解決，滿(mǎn)足了現場(chǎng)生產(chǎn)及安全的要求，獲得了較好的經(jīng)濟效益，保證了裝置的安全平穩長(cháng)周期運行，給同類(lèi)裝置的機泵改造提供了經(jīng)驗。

 

3.3 排查故障

對SR-101程控閥出現的故障及時(shí)排查處理，不允許通過(guò)SR-101跨線(xiàn)直接進(jìn)料；定期檢查反沖洗過(guò)濾器及進(jìn)料泵入口過(guò)濾器有無(wú)破損情況。

3.4 改變導壓管接法

根據導壓管敷設規范，其應垂直或傾斜敷設，其傾度不得小于1:12。因此該車(chē)間采取臨時(shí)措施，將壓力變送器A接至SIS，而將壓力變送器B接至DCS。長(cháng)遠措施為：在停工檢修時(shí)，將壓力變送器A、B的導壓管均向上傾斜敷設，見(jiàn)圖5，且在導壓管增設蒸汽伴熱，但要防止被測介質(zhì)過(guò)熱氣化和在導壓管中產(chǎn)生氣體造成假差壓。