徐文明，曲申，張曉剛，左永光，張道君

（中國石油獨(dú)山子石化分公司乙烯廠乙烯一聯(lián)合車間，新疆 獨(dú)山子 833699）

新疆獨(dú)山子100萬噸乙烯裝置為中國石油獨(dú)山子石化公司改擴(kuò)建煉油及新建乙烯工程化工部分的新建工藝裝置之一，裝置規(guī)模為年產(chǎn)100萬噸乙烯。裝置由德國LINDE公司負(fù)責(zé)工藝包和基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，中國寰球工程公司負(fù)責(zé)初設(shè)和詳設(shè)。裝置年運(yùn)行8000小時(shí)。裝置采用輕烴、碳五、石腦油、加氫尾油作為裂解原料。主要生產(chǎn)聚合級乙烯、聚合級丙烯、加氫汽油等主副產(chǎn)品。

1 在線腐蝕監(jiān)測的原理

在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)主要指電感探針、電阻探針、電化學(xué)探針、工業(yè)pH在線探針?biāo)姆N探針利用各自不同的原理，實(shí)現(xiàn)對監(jiān)測部位的在線腐蝕監(jiān)測。乙烯聯(lián)合裝置在2011年安裝調(diào)試在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)，在經(jīng)過近2年的使用，取得了良好效果 。

2 乙烯聯(lián)合裝置在線腐蝕監(jiān)測介紹

2.1 在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)探針分布

乙烯聯(lián)合裝置開工幾年來，部分單元出現(xiàn)腐蝕問題。其中以裂解的稀釋蒸汽換熱系統(tǒng)，急冷區(qū)中壓蒸汽凝液系統(tǒng)的腐蝕尤為明顯。有必要在乙烯聯(lián)合裝置建立較全面的腐蝕監(jiān)測體系，及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕問題，通過改進(jìn)工藝操作，升級設(shè)備材質(zhì)等手段，將腐蝕帶來的危害降低到最小程度。本裝置共計(jì)安裝了7個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，使用了電感、電阻兩種腐蝕監(jiān)測探針，各點(diǎn)探針類型及主要監(jiān)測腐蝕介質(zhì)

2.2 在線腐蝕監(jiān)測探針運(yùn)行效果

從2011年大檢修后乙烯聯(lián)合裝置7個(gè)在線腐蝕探針投入正常使用。腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行正常、數(shù)據(jù)傳輸正常，網(wǎng)絡(luò)終端瀏覽正常。

以10-C-3001頂處監(jiān)測數(shù)據(jù)為例分析如表1。

表1 在線腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)探針分布表

圖1可以看出2011年9月大修后開工至2012年8月9日，期間腐蝕速率連續(xù)偏高（0．3～0．4mm/a），后初步判斷為腐蝕探針故障，更換新探針運(yùn)行。2012年8月9日至2012年8月27日，使用新探針監(jiān)測腐蝕狀況，年腐蝕速率連續(xù)偏高（0．2～0．3mm/a）。

圖1 10-C-3001腐蝕速率對比圖

圖2 更換新探針后10-C-3001腐蝕速率對比圖

2.3 10-C-3001塔頂腐蝕速率高原因判斷及處理

工藝水汽提塔10-C-3001塔設(shè)計(jì)為去除工藝水中的烴類化合物及部分酸性氣體。10-C-3001塔的進(jìn)料來自水洗塔10-C-2801及裂解氣壓縮機(jī)段間的凝結(jié)水。經(jīng)過一段時(shí)間的在線腐蝕監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)10-C-3001塔塔頂管線的腐蝕速率較高。分析造成腐蝕的原因有以下兩點(diǎn)。

由于水系統(tǒng)的熱平衡與設(shè)計(jì)存在偏差，造成10-C-3001塔塔釜溫度高于設(shè)計(jì)值，汽提蒸汽量大，造成10-C-3001塔塔頂管線氣相量過大，造成沖蝕。

10-C-3001塔塔頂氣相量大，酸性氣體大于設(shè)計(jì)值，造成塔頂管線酸性腐蝕（圖2）。

基于以上兩點(diǎn)原因，做出如下調(diào)整。

降低10-C-3001塔塔釜溫度至設(shè)計(jì)值，逐漸減小汽提蒸汽的流量，經(jīng)過一段時(shí)間的觀察，10-C-3001塔塔頂管線的腐蝕速率沒有明顯變化。

經(jīng)分析10-C-2801塔去10-C-3001塔的工藝水為6～6．5之間，壓縮機(jī)段間的凝結(jié)水pH值為4～5之間。因此造成塔頂管線酸性腐蝕。

正常操作當(dāng)中10-C-3001塔設(shè)計(jì)有兩條注胺管線來調(diào)節(jié)10-C-3001塔pH值。一條位于塔釜，一條位于10-C-3001塔的進(jìn)料管線上。通過將注胺線調(diào)整至10-C-3001塔進(jìn)料管線，并適當(dāng)增加胺的注入量，塔頂管線的腐蝕速率逐漸下降。

通過對10-C-3001塔的調(diào)整，腐蝕速率由原來的0．2 ～ 0．3mm/a 降至目前的 0．07 ～ 0．08mm/a，有效的減緩了管道及設(shè)備的腐蝕。

3 在線旁路釜腐蝕掛片

通過在線旁路試驗(yàn)釜腐蝕監(jiān)測的方法進(jìn)行分析。本方法是通過試驗(yàn)掛片在旁路試驗(yàn)釜中與工藝介質(zhì)一定時(shí)間的接觸，取得材質(zhì)在這種工況下的腐蝕損耗重量，以此評定材質(zhì)在試驗(yàn)期間的耐均勻腐蝕性能，從而評選出在此工況下合適的耐蝕材料，同時(shí)也可對裝置腐蝕程度做出評估。

腐蝕掛片具有操作簡單，數(shù)據(jù)可靠性高等特點(diǎn)，可作為設(shè)備和管道選材的重要依據(jù)，也可作為其它腐蝕檢測數(shù)據(jù)比較的基礎(chǔ)（表2）。

表2 乙烯裝置旁路釜腐蝕掛片參數(shù)

4 廠級關(guān)鍵機(jī)組（10-K-6401）在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)

4.1 S8000系統(tǒng)簡介

乙烯聯(lián)合裝置10-K-6401壓縮機(jī)是廠級關(guān)鍵機(jī)組，10-K-6401壓縮機(jī)組能否平穩(wěn)運(yùn)行將直接影響汽油加氫單元的平穩(wěn)生產(chǎn)，同時(shí)也影響下游裝置的連續(xù)生產(chǎn)，氫氣壓縮機(jī)10-K-6401在2009年投用運(yùn)轉(zhuǎn)以來，機(jī)組配套安裝了一套本特利3500狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，只能顯示壓縮機(jī)組振動和位移的每一個(gè)點(diǎn)的模擬信號，沒有各個(gè)振動點(diǎn)的趨勢信號和各類頻譜分析圖，無法對機(jī)組進(jìn)行實(shí)時(shí)在線狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，也不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)的各類故障，

后來經(jīng)過改造在10-K-6401壓縮機(jī)組安裝了一套S8000的大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)。S8000系統(tǒng)是一套網(wǎng)絡(luò)化在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)，它是針對石油、化工、冶金等行業(yè)的大型關(guān)鍵機(jī)組，進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測和對事故進(jìn)行提前報(bào)警，并為機(jī)組的故障診斷提供豐富的歷史數(shù)據(jù)與圖譜分析。

在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)的作用主要有兩個(gè)：

可以在不同場所對機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測和分析，從而預(yù)先掌握機(jī)組的故障情況。

對出現(xiàn)故障的機(jī)組進(jìn)行分析，弄清故障的原因，確定需要檢修內(nèi)容。

4.2 S8000狀態(tài)系統(tǒng)應(yīng)用

4.2.1 機(jī)組總貌圖

通過調(diào)用S8000系統(tǒng)中10-K-6401壓縮機(jī)總貌圖，可以查看探頭的位置及位號，還可以查看一些重要監(jiān)控點(diǎn)的數(shù)值，對于確認(rèn)故障位置和預(yù)防事故起到了重要作用。

4.2.2 在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)用效果

2012年5月8日21點(diǎn)39分加氫單元10-K-6401氫氣壓縮機(jī)振動10VXI64807X報(bào)警，氫氣壓縮機(jī)柜的HMI上查看報(bào)警信息發(fā)現(xiàn)10VXT64807X高高聯(lián)鎖停機(jī)，報(bào)警信息如圖3。

圖3 10-K-6401壓縮機(jī)停機(jī)信號

圖4 10-K-6401壓縮機(jī)振動記錄

圖5 64807X振幅、振頻顯示圖

10VXT64807X/Y為氫氣壓縮機(jī)二段軸承振動，二選一聯(lián)鎖停機(jī)，聯(lián)鎖值為70μm。在停機(jī)后對現(xiàn)場信號線路進(jìn)行檢查，包括探頭尾線緊固、中間接線箱接線端子緊固、前置放大器檢查，線路絕緣測試等，未發(fā)現(xiàn)任何故障。操作人員通過檢查SYSTEM1系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)同一時(shí)間其余幾個(gè)振動值也增高，但沒有達(dá)到聯(lián)鎖值，如圖4所示。

利用S8000在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)如圖5。

由64807X停機(jī)前后瞬間振動波形頻譜圖分析，停機(jī)前該測點(diǎn)出現(xiàn)間隔約為80毫秒頻率約為200Hz的信號干擾（由時(shí)域波形圖估算），但隨著機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)，在停機(jī)后瞬間振動波形頻譜圖中該干擾信號消失，且壓縮機(jī)II級另一個(gè)測點(diǎn)64807Y停機(jī)前振動沒有明顯變化，因此分析認(rèn)為造成機(jī)組聯(lián)鎖停機(jī)的原因是64807X測點(diǎn)存在信號干擾。后經(jīng)過現(xiàn)場信號源查找，發(fā)現(xiàn)裝置人員使用高頻對講機(jī)對儀表控制箱存在較大干擾信號，5月12日進(jìn)行檢查測試，發(fā)現(xiàn)對講機(jī)信號對振動干擾非常大，最大達(dá)到133μm，遠(yuǎn)大于聯(lián)鎖值，由此判斷此次停機(jī)原因?yàn)閷χv機(jī)信號干擾導(dǎo)致。

通過S8000在線狀態(tài)監(jiān)測和分析系統(tǒng)，找出了壓縮機(jī)停機(jī)可能的原因，它給出了分析解決問題的方向。

5 結(jié)語

加強(qiáng)在線檢測技術(shù)在乙烯聯(lián)合裝置的應(yīng)用，解決了離線分析不能實(shí)時(shí)檢測和分析結(jié)果滯后的問題，可以實(shí)時(shí)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)裝置存在的生產(chǎn)隱患，將故障消滅在萌芽狀態(tài)。在線檢測技術(shù)的推廣應(yīng)用對提高裝置自動化水平，優(yōu)化生產(chǎn)操作，提高生產(chǎn)效率，降低勞動強(qiáng)度具有重要的意義。

[1]馬紅杰．100萬噸/年乙烯裝置腐蝕監(jiān)測體系的建立與應(yīng)用[J]．中國石油大學(xué)(華東)碩士論文,2015,6,1

[2]楊峰．在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)在乙二醇裝置的應(yīng)用[J]．壓力容器先進(jìn)技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會議論文集,2009,10,28．

[3]黃新泉,楊峰．王黎聯(lián) 在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)在石化裝置的應(yīng)用[J]．腐蝕與防護(hù),2009,6,15．

[4]楊峰．在線腐蝕監(jiān)測技術(shù)在乙二醇裝置的應(yīng)用[J]．壓力容器先進(jìn)技術(shù)——第七屆全國壓力容器學(xué)術(shù)會議論文集,2009,10,28．

[5]潘峰，201離心壓縮機(jī)在線監(jiān)測和故障分析系統(tǒng)的應(yīng)用研究 [J]．天津大學(xué)碩士論文,2006,3,1．