王宇 李剛 梁蘭誠(chéng)

摘 要：通過將循環(huán)水泵控制方式改變?yōu)樽詥?dòng)方式，節(jié)省備用水泵投用時(shí)間，降低由于斷水造成壓縮機(jī)組由于風(fēng)溫高連鎖停機(jī)的頻率，避免裝置氮?dú)鈮毫Σ▌?dòng)，確保裝置長(zhǎng)周期運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：循環(huán)水泵;原因分析;自啟動(dòng)措施

0 引言

蘭州石化公司8000Nm3/h制氮裝置由蘭州寰球工程公司設(shè)計(jì)，2012年9月建成投產(chǎn)，該裝置生產(chǎn)能力為8000Nm3/h，給煉油區(qū)生產(chǎn)裝置提供生產(chǎn)過程所需的氮?dú)夂蛪嚎s空氣， 8000Nm3/h制氮裝置設(shè)計(jì)了獨(dú)立的循環(huán)水單元，供制氮裝置內(nèi)換熱設(shè)備進(jìn)行熱量交換，循環(huán)水單元共有循環(huán)水立式自吸泵兩臺(tái)，相互備用，工程建設(shè)時(shí)未設(shè)計(jì)單臺(tái)循環(huán)水泵故障后備用水泵自啟動(dòng)功能，在使用過程中由于循環(huán)水泵開泵需要調(diào)整時(shí)間明顯大于受循環(huán)水影響的壓縮機(jī)機(jī)間風(fēng)溫升高聯(lián)鎖時(shí)間，即當(dāng)循環(huán)水泵故障時(shí)，還未來得及啟動(dòng)備用泵，已經(jīng)導(dǎo)致壓縮機(jī)因機(jī)間風(fēng)溫升高而聯(lián)鎖停車，從而影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，造成氮?dú)鈮毫Σ▌?dòng)，經(jīng)設(shè)計(jì)變更，將循環(huán)水泵啟動(dòng)控制方式改為備用泵在運(yùn)行泵故障停機(jī)或循環(huán)水單元壓力降至0.2MPa時(shí)自行啟動(dòng)方式，來縮短備用泵開啟時(shí)間，防止因循環(huán)水單元水壓低而影響裝置的正常運(yùn)行，提高8000Nm3/h制氮裝置平穩(wěn)運(yùn)行率。

1 現(xiàn)象描述

目前，8000Nm3/h制氮裝置共有換熱器20臺(tái)，由于循環(huán)水壓力低、流量小造成設(shè)備聯(lián)鎖的換熱器共10臺(tái)。循環(huán)水泵故障，在備用水泵開啟過程中，會(huì)造成循環(huán)水壓短暫波動(dòng)，引起部分換熱效果下降，溫度升高造成相關(guān)運(yùn)行設(shè)備聯(lián)鎖停車，從而影響8000Nm3/h制氮裝置的正常運(yùn)行。2012年11月2日8時(shí)17分巡檢人員發(fā)現(xiàn)1#循環(huán)水泵軸承處有冒煙現(xiàn)象，并伴有焦糊味，判斷水泵軸承故障，立即啟動(dòng)循環(huán)水泵故障應(yīng)急預(yù)案，立即開啟2#循環(huán)水泵，由于該泵開泵時(shí)廠家要求水泵出口蝶閥在35度時(shí)開啟循環(huán)水泵，且循環(huán)水泵房離操作室距離有一段距離，正在操作人員進(jìn)行操作時(shí)，1#壓縮機(jī)二級(jí)風(fēng)溫在8時(shí)18分58秒開始上升，8時(shí)19分43秒二級(jí)風(fēng)溫到達(dá)聯(lián)鎖值54 ℃，機(jī)組聯(lián)鎖停車，時(shí)間為45秒，在此期間壓縮機(jī)潤(rùn)滑油溫由43.3℃一直上升至46℃，未達(dá)到潤(rùn)滑油高溫聯(lián)鎖值54℃。由于當(dāng)班操作人員及時(shí)開啟備用水泵及備用壓縮機(jī)組，應(yīng)急措施得當(dāng)，未對(duì)裝置產(chǎn)生明顯影響，保證了裝置的平穩(wěn)運(yùn)行，但從此次故障中也反映出了循環(huán)水泵突發(fā)故障，開啟備用水泵時(shí)間的長(zhǎng)短，直接影響壓縮機(jī)機(jī)間風(fēng)溫升高，有明顯影響，故十分有必要降低此風(fēng)險(xiǎn)，分析溫度升高原因，找出解決辦法。

2 機(jī)組中間冷卻器溫度高的原因分析

造成機(jī)間風(fēng)溫高的原因主要有：循環(huán)水量的影響、循環(huán)水溫的影響、循環(huán)水壓的影響和循環(huán)水質(zhì)原因造成冷卻水管內(nèi)水垢多，有機(jī)物堵塞的影響。

循環(huán)水量造成的影響：供水量不足?？諝獾臒崃坎蛔阋员焕鋮s水帶走，造成溫度升高。在運(yùn)行中一般通過監(jiān)控冷卻水溫度和控制供水量以及水壓來保證換熱效果。供水溫度太高，水溫高使水、氣之間溫差縮小，傳熱冷卻效果差，同樣的冷卻水量，使氣體冷卻后溫度仍然很高。

當(dāng)下級(jí)吸氣量減少時(shí)，造成前一級(jí)壓出的氣量無法全部“吃進(jìn)”，容易使前一級(jí)的工作進(jìn)入喘振區(qū)，在該級(jí)發(fā)生喘振。通過長(zhǎng)時(shí)間的操作摸索，筆者認(rèn)為中間冷卻器的溫度應(yīng)控制在30～38℃之間為宜，故循環(huán)水壓及循環(huán)水量的波動(dòng)直接影響壓縮機(jī)組級(jí)間風(fēng)溫，而8000Nm3/h制氮裝置循環(huán)水單元壓力及循環(huán)水單元水量波動(dòng)往往是由于循環(huán)水泵故障，備用水泵未及時(shí)開啟，造成循環(huán)水單元循環(huán)水壓力波動(dòng)。

3 循環(huán)水泵控制方式改造

8000Nm3/h制氮裝置循環(huán)水泵為一開一備，開啟方式為現(xiàn)場(chǎng)操作柱進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作，循環(huán)水單元壓力在DCS上只有顯示功能，沒有實(shí)際操作功能，現(xiàn)改為壓力控制循環(huán)水泵1/1和泵1/2。在泵1/1（或泵1/2）正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)運(yùn)行泵出口壓力PI8101<0.20 MPa值時(shí)，開啟備用循環(huán)水泵1/2（或泵1/1），聯(lián)系儀表人員在DCS中設(shè)置泵1/1、泵1/2自動(dòng)/手動(dòng)軟開關(guān)切換按鈕，在電氣人員的配合下將信號(hào)（常開接點(diǎn)）送至8000Nm3/h制氮裝置變電所循環(huán)水泵電氣控制柜中。

手動(dòng)狀態(tài)：由操作人員現(xiàn)場(chǎng)開啟泵1/1、泵1/2。

自動(dòng)狀態(tài)：由運(yùn)行參數(shù)出口壓力PI8101控制泵1/1、泵1/2至DCS給8000Nm3/h制氮裝置變電所循環(huán)水泵電氣控制柜中輸出常閉接點(diǎn)控制泵1/1、泵1/2啟動(dòng)（正常情況下儀表給電氣控制柜常開接點(diǎn)），具體接點(diǎn)引至8000Nm3/h制氮裝置變電所循環(huán)水泵電氣控制柜。在完成自啟動(dòng)控制方式改造后車間進(jìn)行了相應(yīng)的循環(huán)水泵的自啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)， 在運(yùn)行泵正常運(yùn)行時(shí)，將備用水泵在DCS上的顯示狀態(tài)改為自動(dòng)狀態(tài)，并將循環(huán)水泵的出口閥門控制在30度，由操作人員在現(xiàn)場(chǎng)控制柱上突然停運(yùn)運(yùn)行泵，待循環(huán)水單元壓力降低至0.20MPa時(shí)，備用循環(huán)水泵自行啟動(dòng)，在此過程中備用循環(huán)水泵在運(yùn)行泵停下到備用泵正常運(yùn)行共持續(xù)時(shí)間為17秒，判斷出循環(huán)水泵控制方式改為自啟動(dòng)后，壓縮機(jī)組的級(jí)間風(fēng)溫從32.4℃升至最高至36℃需要27秒，至風(fēng)溫上升至聯(lián)鎖值54℃的時(shí)間大于31秒，可滿足降低循環(huán)水單元壓力波動(dòng)對(duì)級(jí)間風(fēng)溫的影響。

4 結(jié)束語

車間完成了循環(huán)水泵自啟動(dòng)控制系統(tǒng)改造及循環(huán)水泵電流引入DCS的工作，現(xiàn)場(chǎng)模擬運(yùn)行循環(huán)水泵故障，備用水泵自行啟動(dòng)，在運(yùn)行泵故障31秒后，備用泵就已啟動(dòng)并完全保證循環(huán)水壓力及流量達(dá)到正常用量，實(shí)現(xiàn)了備用水泵及時(shí)投用，保證了循環(huán)水單元壓力及流量，進(jìn)而保證了空分裝置平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]李家民.煉化設(shè)備手冊(cè)[M].蘭州：蘭州大學(xué)出版社，2008.